专题31 动态电路的定量分析(易)2023-2024学年初中物理中考专项复习
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1、题目类型
(1)开关闭合与断开引起电路变化
(2)滑动变阻器滑片移动引起电路变化
2、解题技巧
分析电路,并画出不同状态下的等效电路图,画图时去掉电路中由于断路或短路等不工作部分,使电路变成最简单、最直观的工作电路。
1.如图甲是探究可变电阻消耗功率的电路图,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,当滑片P从a端移到b端的过程中,测得滑动变阻器消耗的电功率与电流关系如图乙所示.根据实验数据,下列说法正确的是( )
A. 电源电压为10V
B. 滑动变阻器的最大阻值为20Ω
C. 定值电阻R0为15Ω
D. 当滑片P在a端时,电压表量程应选“0~15V”
【答案】D
【解析】【分析】
此题主要考查了欧姆定律和电功率的综合计算,关键是能从图像中找到相关数据并结合欧姆定律、串联电路的规律和电功率的计算公式进行计算。
(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,R连入电路的电阻最大且与R0串联,电流表测电路中的电流,此时电路中的电流最小,根据图乙读出电路中的最小电流和滑动变阻器的功率,根据P=I2R求出滑动变阻器的最大阻值;
(2)根据电阻的串联规律和欧姆定律表示出电源的电压;由图乙可知,当电路中的电流I′=0.4A时滑动变阻器的功率,根据P=I2R求出滑动变阻器的阻值,根据电阻的串联规律和欧姆定律表示出电源的电压,根据电源的电压不变得出等式即可求出R0的阻值,进一步求出电源的电压;
(3)利用U=IR求出滑动变阻器两端的最大电压,然后与电压表的量程比较即可判断。
【解答】
B.当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,R连入电路的电阻最大且和R0串联,电流表测电路中的电流,由图乙可知,电路中的最小电流I最小=0.2A,滑动变阻器的功率P1=2.0W,由P=I2R可得,滑动变阻器的最大阻值:Rmax=P1I最小2=2.0W(0.2A)2=50Ω,故B错误;
AC.因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电源的电压:
U=I最小(Rmax+R0)=0.2A×(50Ω+R0),由图乙可知,当电路中的电流I′=0.4A时,滑动变阻器的功率P1′=3.2W,则滑动变阻器接入电路中的电阻:R′=P′I′2=3.2W(0.4A)2=20Ω,电源的电压:U=I′(R′+R0)=0.4A×(20Ω+R0),因电源的电压不变,所以,
0.2A×(50Ω+R0)=0.4A×(20Ω+R0),解得:R0=10Ω,故C错误;电源的电压U=I最小(Rmax+R0)=0.2A×(50Ω+10Ω)=12V,故A错误;
D.当滑片P在a端时,滑动变阻器两端的最大电压
U滑=I最小R=0.2A×50Ω=10V>3V,所以电压表量程应选“0~15V”,故D正确。
故选D。
2.如图电路中,电源电压U0不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,移动滑片P,记录电压表示数U和对应的电流表示数I,并描绘出U−I关系图线如图,该图线与图象中横坐标的交点对应的电流值为( )
A. U0/R1B. U0/R2C. U/R1D. U/R2
【答案】A
【解析】解:由图知,两电阻串联,电压表测R2的电压,电流表测电路中的电流,
当R2连入电路中的电阻为0时(电压表示数为0,为R1的简单电路),电路的总电阻最小,由欧姆定律可知,电路的电流最大,由图知最大电流为I,
所以I=U0R1,只有A正确。
故选:A。
分析电路连接,当R2连入电路中的电阻为0时(电压表示数为0,为R1的简单电路),电路的总电阻最小,由欧姆定律求出电路的最大电流,结合右图回答。
本题考查串联电路的规律及欧姆定律的运用,关键是确定有最大电流的条件。
3.如图所示,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,移动滑片P,多次记录电压表示数U和对应的电流表示数I,则绘出的U−I关系图像正确的是 ( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】略
4.如图所示电路中,电源电压不变,闭合开关后,当滑片P在某一端点时,电流表示数为0.3A,小灯泡消耗的功率为0.9W;当滑片P移至中点时,电压表示数变化了2V,此时小灯泡恰好正常发光,且消耗的功率为2W.下列说法正确的时( )
A. 小灯泡正常发光时的电阻为8Ω
B. 电源电压为9V
C. 滑动变阻器的最大阻值为10Ω
D. 当滑片P在最右端时,滑动变阻器消耗的功率为1.2W
【答案】B
【解析】解:由电路图可知,灯泡、滑动变阻器串联连接,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)闭合开关后,当滑片P在某一端点时,根据P=UI可知:
灯泡两端的电压UL=PLI1=;
当滑片P移至中点时,由于灯泡功率由0.9W变为2W,即灯泡两端的电压变大,则电路中的电流变大,所以滑动变阻器连入电路的电阻变小;
则此时电灯泡两端的电压UL′=UL+2V=3V+2V=5V;
由于灯泡正常发光时根据P=U2R得灯泡正常发光时的电阻:
RL=UL′2PL′=(5V)22W=12.5Ω,故A错误;
(2)当滑片P在某一端点时,滑动变阻器全部连入电路,
根据串联电路电阻特点和I=UR可得:
电源电压U=UL+IR=3V+0.3A×R…①
当滑片P移至中点时,根据P=UI可知:
电路中的电流I′=PL′UL′=2W5V=0.4A,
根据串联电路电阻特点和I=UR可得:
电源电压U=I′(RL+12R)=0.4A(12.5Ω+12R)…②
解①②可得:R=20Ω,U=9V,故B正确、C错误;
(3)当滑片P在最右端时,滑动变阻器全部连入电路,滑动变阻器消耗的功率P=I2R=(0.3A)2×20Ω=1.8W,故D错误。
故选:B。
由电路图可知,灯泡、滑动变阻器串联连接,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)闭合开关后,当滑片P在某一端点时,根据P=UI即可求出灯泡两端的电压;当滑片P移至中点时,由于灯泡两端的电压变大,电路中的电流变大,滑动变阻器的电阻变小,根据电压表示数变化量即可得出此时电灯泡两端的电压,利用P=U2R即可求出灯泡的电阻;
(2)当滑片P移至中点时,根据P=UI求出电路中的电流,然后应用串联电路特点与欧姆定律根据电源电压不变可以求出滑动变阻器的最大阻值和电源电压。
(3)当滑片P在最右端时,滑动变阻器全部连入电路,应用电功率公式P=I2R求出滑动变阻器消耗的功率。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率的公式的应用,关键是知道灯泡的电阻是变化的,分析清楚电路结构、应用串联电路特点、欧姆定律、电功率公式可以解题。
5.如图所示的电路中,电源两端电压为6V并保持不变。定值电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω.当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P由b端移到a端的过程中,下列说法中正确的是( )
A. 电压表的示数变大,电流表的示数变小B. 电流表和电压表的示数都不变
C. 电流表的示数变化范围为0.4A~0.5AD. 电压表的示数变化范围为1V~6V
【答案】D
【解析】解:
由电路图知,电阻R1和滑动变阻器R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中电流;
(1)当滑片由b端移到a端的过程中,滑动变阻器的阻值变小,电路中的总电阻变小;
根据I=UR可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大;
根据U=IR可知,R1两端电压变大,即电压表示数变大,故AB错误。
(2)当滑片在b端时,R1、R2串联,
电路的总电阻为R=R1+R2=10Ω+50Ω=60Ω,
电路中的电流为I=UR=6V60Ω=0.1A,
电压表的示数为U1=IR1=0.1A×10Ω=1V;
(3)当滑片在a端时,电路中只有R1,
此时电路中的电流为I=UR1=6V10Ω=0.6A,
R1两端电压为电源电压,电压表示数为6V。
故滑片由b端移到a端的过程中,电流表的示数变化范围是0.1A~0.6A,故C错误;
电压表的示数变化范围是1V~6V,故D正确。
故选:D。
由电路图知,电阻R1和滑动变阻器R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中电流;根据滑动变阻器的移动可知电路中总电阻的变化,根据欧姆定律求出电路中电流的变化和电压表的示数变化。根据欧姆定律和串联电路的特点分别求出当滑片在a端、b端时,电流表和电压表的示数,进而得出两表示数的变化范围。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的计算,关键是滑动变阻器处于不同位置时电路图的辨别和电表量程的判断。
6.如图甲所示,额定电压为6V的灯泡L与滑动变阻器R串联接入电路,电源电压一定.滑动变阻器的滑片从最右端滑到最左端时,灯泡L的I—U图象如图乙所示,以下说法正确的是( )
A. 灯泡正常发光时的电流为0.5A
B. 灯泡两端的电压为3V时,它消耗的电功率为1.5W
C. 灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω
D. 当滑动变阻器接入电路的阻值为2.5Ω时,灯泡消耗的电功率为3.2W,此时灯丝的阻值为5Ω
【答案】D
【解析】【分析】
(1)根据图象,灯泡两端的电压等于额定电压时,灯泡正常发光,此时电流等于其额定电流;
(2)根据图象确定电压为3V时的电流,可得电功率值;
(3)根据题意,当灯泡两端电压为6V时,变阻器的滑片在最左端,从而可得其阻值;
(4)根据电源电压、灯泡的实际功率及欧姆定律求出灯丝的电阻值。
本题通过对问题的分析,考查了对欧姆定律及电功率公式的应用,该题的难点在D,关键能够根据图象分析出已知条件。
【解答】
A.由题意知,灯泡的额定电压为6V,由图乙知,当灯泡两端的电压为6V时,灯泡的电流为1A,A错误;
B.由图乙知,当灯泡两端的电压为3V时,灯泡中的电流大于0.5A,由P=UI可知,此时灯泡消耗的电功率大于1.5W,B错误;
C.由图知,当变阻器滑片在最左端时,灯泡两端的电压等于6V,可知此时变阻器的阻值为零,C错误;
D.当变阻器阻值为零时,灯泡两端的电压等于6V,可知电源电压为6V;
设灯泡两端的电压为U,此时电阻为R,根据题意可知:
6V−U R变 =U R ,
6V−U 2.5Ω =U R ①,
U2 R =3.2W ②
联立①②解得U=2V或U=4V,根据灯泡的实际功率,U=2V时,其实际功率小于3.2W,不符合题意,所以U=4V,代入②得R=5Ω,D正确。
故选D。
7.如图所示,电源电压保持不变,L是标有“2V 1W”字样的灯泡,电流表A、A1的量程均为0~0.6A,将滑动变阻器滑片P滑至最右端,断开S1,闭合S2,电压表示数为6V,电流表A的示数为0.3A;闭合S1、S2,电流表A1的示数为0.1A.(假设灯丝电阻不变)则下列说法中不正确的是( )
A. 滑动变阻器的最大阻值为20Ω
B. R1的阻值为60Ω
C. S1断开,S2由闭合到断开时,电压表的示数会变大
D. 断开S1、S2,为保证电路安全,滑动变阻器接入电路中的最小阻值为8Ω
【答案】C
【解析】解:
A、断开S1、闭合S2,电路为滑动变阻器最大阻值的简单电路,电压表测电源的电压即U=6V,
由I=UR可得,滑动变阻器的最大阻值:R滑=UI=6V0.3A=20Ω,故A正确;
B、闭合S1、S2,电阻R0可以接到电源上,电流表A1的示数即为R1的电流,由I=UR可得,R1=UI1=6V0.1A=60Ω,故B正确;
C、S1断开,S2由闭合到断开时,电压表由测电源的电压变为测滑动变阻器与灯泡串联时滑动变阻器两端的电压,串联电路中总电压等于各分电压之和,电压表的示数变小,故C错误;
D、由P=UI可得,灯泡的正常发光时的电流:IL=PLUL=1W2V=0.5A,
串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,
电路中的最大电流Imax=0.5A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,
滑动变阻器两端的电压:U滑=U−UL=6V−2V=4V,
滑动变阻器接入电路中的最小值:R滑=U滑Imax=4V0.5A=8Ω,故D正确。
本题选不正确的,故选C。
(1)断开S1、闭合S2,电路为滑动变阻器最大阻值的简单电路,电压表的读数就是电源电压,由欧姆定律可求得滑动变阻器的最大阻值;
(2)闭合S1、S2,电阻R0并联在电源上,电流表测该支路的电流,由欧姆定律可求得R0的阻值;
(3)S1断开,S2闭合时电路为滑动变阻器的简单电路,电压表测电源的电压,当S2断开时滑动变阻器与灯泡串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,根据并联电路的电压特点可知电压表示数的变化;
(4)断开S1、S2,滑动变阻器与电灯串联,根据P=UI求出灯泡正常发光时的电流,然后结合电流表的量程确定电路的最大电流,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值。
本题考查了开关的状态对电路的连接方式的影响和利用欧姆定律、电功率公式的综合计算,仔细判断用电器在开关的不同状态下的连接形式和灵活应用电学中的公式是关键。
8.如图所示电路,电源电压6V保持不变,定值电阻的阻值为10Ω,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,当开关闭合,滑片由b端向a端移动的过程中,以下说法正确的是( )
A. 电压表示数最小值是4VB. 电流表示数最大值是0.2A
C. 电路总功率不会小于1.2WD. 定值电阻消耗的最小功率是1.2W
【答案】C
【解析】解:A、读图可知,电路串联,当滑片在b端时,电路中电阻最大为R=10Ω+20Ω=30Ω,
此时电流最小为I=UR=6V30Ω=0.2A,此时电压表的示数最小,示数为U最小=IR定=0.2A×10Ω=2V,故A错误;
B、当滑片在a端时,电路中只有定值电阻工作,电阻最小,电流最大,故电流表示数最大值是:I最大=UR定=6V10Ω=0.6A,故B错误;
C、由公式P=U2R可知,当电阻最大时,电路中总功率最小,即P最小=U2R=(6V)230Ω=1.2W,故C正确;
D、由上述解析可知,当滑片在b端时,定值电阻分压最小,电路中电流最小,定值电阻的其功率最小,故P定=U最小×I=2V×0.2A=0.4W,故D错误。
故选:C。
分析电路图可知滑动变阻器和定值电阻串联在电路中,电压表测定值电阻的电压,考虑滑动变阻器接入电路电阻的变化根据欧姆定律可知电压表和电流表示数的变化。利用公式P=U2R和P=UI可计算电功率的大小,并做出判断。
考虑滑动变阻器接入电路电阻的变化结合欧姆定律、电功率计算公式可正确判断有关物理量的变化,对公式的灵活运用有一定要求。
9.电源电压保持不变,请根据下表给出的多组电压表和电流表的数据,判断分析,该电路可能是电路图中的( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】【分析】
解决此类电路图连接问题,要结合题意实际要求去分析,不可盲目乱猜。
通过表格分析可知,电压表的示数可以变化,电流表的示数随着电压表示数的减小而增大,所以关键是看选项中哪一个符合题意。
【解答】
由表格数据可知,电流表的示数随着电压表示数的减小而增大;
AB、由表格数据可知电压表的示数可以变化,而A、B中的电压表测量电源电压,其示数不变,故AB不符合题意;
C、图中R0与滑动变阻器串联,电压表测的是滑动变阻器两端的电压;
当滑动变阻器的阻值变小时,由欧姆定律可知电流表示数变大;由串联分压规律可知,变阻器的阻值变小时,其分得电压变小,即电压表的示数变小;所以,电流表的示数随着电压表示数的减小而增大,与表格提供数据的规律一致,故C符合题意;
D、图中R0与滑动变阻器串联,电压表测的是定值电阻R0两端的电压;
由于电阻R0的阻值不变,则电压表示数变大时,由欧姆定律可知电流表示数也变大,且电压表示数与电流表示数的比值应不变,故D不符合题意。
10.如图1所示,闭合开关时,电压表示数如图2所示为____V;将滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数将____,电压表示数将____。(后两空选填“变大”、“变小”或“不变”)
图1 图2
【答案】2.2 ;不变; 变大.
【解析】解:
(1)图2中电压表接的是0~3V量程,分度值为0.1V,其示数为2.2V;
(2)图1中,由于电压表的内阻很大,它在电路中相当于断路,所以滑动变阻器全部接入电路(即变阻器接入电路的阻值不变),根据I=UR可知,电路中的电流不变,即电流表示数不变;
电压表测量滑片左边部分的电压,将滑动变阻器的滑片P向右移动时,左边部分的电阻值变大,所以其分担的电压变大,即电压表示数变大。
故答案为:2.2;不变;变大。
(1)弄清楚电压表的量程和分度值后读数;
(2)由于电压表的内阻很大,它在电路中相当于断路,所以滑动变阻器全部接入电路(即变阻器接入电路的阻值不变),电压表测量左边部分的电压,根据欧姆定律分析电流,根据串联电路的分压特点分析电压变化。
此题主要考查的是学生对电压表读数、欧姆定律和串联分压特点的理解和掌握,弄明白电压表并联在滑动变阻器上时,滑动变阻器全部接入电路是解决此题的关键。
11.如图所示电路,电阻R 1=R 2=4 Ω,电源电压保持不变。当S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.8 A,此时电路是_________联电路,电路的总电阻是_________Ω;当S1闭合、S2断开时,电流表的示数是_________A。
【答案】并;2;0.4
【解析】解:当S1、S2都闭合时,两电阻并联在电路中.
R=11R1+1R2=114Ω+14Ω=2Ω;
电源电压:U=IR=0.8A×2Ω=1.6V,
当S1闭合、S2断开时,电路的总电阻是R1的电阻4Ω
I=UR1=1.6V4Ω=0.4A。
当S1、S2都闭合时,两电阻并联在电路中,根据并联电路电阻特点可知电路总电阻,当S1闭合、S2断开时,电路中只有R1,电路的总电阻为R1的电阻,根据欧姆定律可计算电路电压和电流.
本题考查学生运用并联电路的电阻和电流规律,欧姆定律计算有关物理量的能力,要会灵活运用.
12.如图所示电路,电源电压恒定,R1=20Ω,R2=10Ω,当S1闭合,S2,S3断开时,电流表的示数为0.6A,电路工作10s消耗电能___J;当S1、S3闭合,S2断开时,电流表示数为___A;为了保证电路安全,绝对不允许同时闭合开关___.
【答案】36;0.9;S2、S3
【解析】【分析】
本题考查了学生对欧姆定律以及电能的计算公式的运用,利用好并联电路的特点是解题的关键。
当S1闭合,S2、S3断开时,电路为R2的简单电路,电流表测电路中的电流,利用W=I2R2t可求出电路消耗的电能;
当S1、S3闭合,S2断开时,电路为R1和R2的并联电路,电流表测干路的电流,由并联电路的特点以及欧姆定律可求出电源电压,再由欧姆定律求出通过R1的电流,进而可得出干路电流,即电流表的示数。
同时闭合开关S2、S3时,电路会短路,
【解答】
当S1闭合,S2、S3断开时,电路为R2的简单电路,电流表测电路中的电流,此时电路工作10s消耗的电能为:
W=I2R2t=(0.6A)2×10Ω×10s=36J;
当S1、S3闭合,S2断开时,电路为R1和R2的并联电路,电流表测干路的电流,
因为并联电路各个用电器之间互相不影响,所以通过R2的电流仍为0.6A,则电源电压为:U=I2R2=0.6A×10Ω=6V,
通过R1的电流为:I1=UR1=6V20Ω=0.3A,
则干路电流为:I′=I1+I2=0.3A+0.6A=0.9A,即电流表示数为0.9A;
同时闭合开关S2、S3时,电路会短路,所以为了保证电路安全,绝对不允许同时闭合开关S2、S3。
13.如图所示的电路,电阻R1=3 Ω、R2=2 Ω.闭合开关S,电流表A1的示数________(填“变大”“变小”或“不变”).电压表与电流表A的示数变化之比等于________Ω.
【答案】不变;2
【解析】【分析】
(1)根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知当闭合开关S时电流表A1示数的变化;
(2)开关S断开时电压表被断路,开关S闭合时电压表测电源的电压,据此可知电压表V的示数变化,根据并联电路的电流特点可知电流表A示数的变化,根据欧姆定律可知两表示数变化之比的大小。
【解答】
(1)因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,当闭合开关S时,R1支路的电流不变,即电流表A1的示数不变;
(2)开关S断开时电压表被断路,开关S闭合时电压表测电源的电压,
则电压表V的示数变化为U,即电源的电压为U,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流表A示数的变化等于通过R2的电流I2,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由I=UR可知:
UI2=R2=2Ω。
故答案为:不变;2。
14.如图所示,电源电压恒为6V不变,R1=20Ω,R2=30Ω,R3=40Ω,只闭合S,电压表V1、V2示数之比为____;再闭合开关S1和S2,电流表A1、A2示数之比为____,电压表V2和电流表A1示数之比将____(选填“变大”、“变小”或“不变”),电路中消耗总的电功率为____W.
【答案】3:1 3:5 不变 3
【解析】【分析】
(1)只闭合S,R1、R3串联,两电流表均测电路中的电流,电压表V1测电源电压,电压表V2测R1的电压;根据电阻的串联和欧姆定律求出电流表A1的示数;
由欧姆定律求出电压表V2的示数,从而得出电压表V1、V2示数之比;
(2)再闭合S1、S2,R3短路,R1、R2并联,电流表A2测干路的总电流,由欧姆定律求出此时通过R1的电流和R2的电流,根据并联电路电流的规律求出电流表A2示数;
从而得出两电流表示数之比和电压表V2和电流表A1示数之比;根据P=UI求出电路中消耗总的电功率。
本题考查串联、并联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用,关键是电路连接方式的分析,属于常考题。
【解答】
(1)只闭合S,R1、R3串联,两电流表均测电路中的电流,电压表V1测电源电压,电压表V2测R1的电压,则电压表V1的示数为6V;
根据电阻的串联和欧姆定律可得,电流表A1的示数为:
I1=UR1+R3=6V20Ω+40Ω=0.1A,
由欧姆定律可得,R1的电压即电压表V2的示数为:
U1=I1R1=0.1A×20Ω=2V,
电压表V1、V2示数之比为6V:2V=3:1;
(2)再闭合S1、S2,R3短路,R1、R2并联,电流表A2测干路的总电流,电流表A1测R1的电流;
此时通过R1的电流即电流表A1的示数:I1′=UR1=6V20Ω=0.3A;
通过R2的电流:I2′=UR2=6V30Ω=0.2A;
根据并联电路电流的规律,电流表A2的示数:I=I1′+I2′=0.3A+0.2A=0.5A;
所以:电流表A1、A2示数之比为:0.3A:0.5A=3:5;
电压表V2和电流表A1示数之比为R1的阻值,保持不变;
电路中消耗的总电功率为:P=UI=6V×0.5A=3W。
故答案为:3:1;3:5;不变;3。
15.如图是一个实验用玻璃箱中的电路图。进行实验时,有时需要L1和L2同时发光,L3不发光;有时需要L2和L3同时发光,L1不发光。
求:(1)只闭合S1,A1表示数为0.36A,则A2表示数为多少?
(2)当L2和L3都发光,L1不发光时,A1表示数为1.5A,A2表示数0.6A,则A3表示数为多少?(请写出必要的计算过程或文字说明)
【答案】解:(1)由图可知,只闭合S1时,L1和L2串联,因串联电路电流处处相等,所以当A1表示数为0.36A,则A2表示数为0.36A:
(2)当L2和L3同时发光,L1不发光时,需要S1、S2、S3都闭合,此时L1被短路,所以L2、L3并联;
此时A1表测干路上的电流,A2表测L2支路上的电流,A3表测L3支路上的电流,
根据并联电路的电流特点可知A3表示数为:
I3=I−I2=1.5A−0.6A=0.9A。
答:(1)只闭合S1,A1表示数为0.36A,则A2表示数为0.36A;
(2)当L2和L3同时发光,L1不发光时,A1表示数为1.5A,A2表示数0.6A,则A3表示数为0.9A。
【解析】本题考查串并联电路的电流特点,关键是根据电路判断出电路的连接和电流表的测量对象。
(1)只闭合S1,此时L1和L2串联,根据串联电路电流处处相等可得出结论。
(2)当L2和L3同时发光,L1不发光时,L2、L3并联,根据并联电路的电流特点求解。
16.如图所示,已知电源电压为U,三个电阻的阻值分别为R1、R2和R3,求:
(1)当S1、S2均断开时,电流表的示数;
(2)当S1、S2均闭合时,电流表的示数.
【答案】解:(1)当S1、S2均断开时,R2与R3串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中电流表的示数I=UR2+R3电压表的示数;
(2)当S1、S2均闭合时,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表测干路电流,则电压表的示数为U,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,电路中的总电阻R=R1R2R1+R2,电流表的示数I′=UR=UR1R2R1+R2=UR1+UR2。
答:(1)当S1、S2均断开,电流表的示数为UR2+R3;
(2)当S1、S2均闭合时,电流表的示数为UR1+UR2。
【解析】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律的应用,分清开关闭合、断开时电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。(1)当S1、S2均断开时,R2与R3串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流;
(2)当S1、S2均闭合时,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表测干路电流,根据电阻的并联求出总电阻,利用欧姆定律求出干路电流。
17.如图甲所示,额定功率为7.2W的小灯泡(灯泡电阻不变)与滑动变阻器串联在电路中,电源电压恒定,当滑片P滑至A端时,小灯泡恰好正常发光。滑动变阻器滑片P从A端移到B端的过程中,小灯泡两端电压U与滑动变阻器接入电路电阻R的关系如图乙所示,求:
(1)电源电压。
(2)小灯泡的电阻;
(3)当滑片P滑至B端时,小灯泡消耗的实际功率。
【答案】解:
(1)由图甲知,当滑片P滑至A端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为零,电路为L的简单电路,电压表测电源的电压,
由图象可知,电源的电压U=6V;
(2)当滑片P滑至A端时,小灯泡恰好正常发光,所以灯泡的额定电压:
UL=U=6V,
由P=U2R可得,灯泡的电阻:
RL=UL2PL=(6V)27.2W=5Ω;
(3)由图甲知,当滑片P滑至B端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
由图象可知,此时灯泡两端的电压UL′=2V,
则灯泡的实际功率:
PL实=UL实2RL=(2V)25Ω=0.8W。
答:(1)电源电压为6V。
(2)小灯泡的电阻为5Ω;
(3)当滑片P滑至B端时,小灯泡消耗的实际功率为0.8W。
【解析】(1)当滑片P滑至A端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为零,电路为L的简单电路,电压表测电源的电压,根据图象读出电源的电压;
(2)当滑片P滑至A端时,根据额定电压电压下灯泡正常发光可知灯泡的额定电压,又知道灯泡的额定功率,根据P=U2R求出灯泡的电阻;
(3)当滑片P滑至B端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,根据图象读出灯泡两端的电压,根据P=U2R求出灯泡的实际功率。
本题考查了电功率公式的灵活应用,重点考查了学生的读图能力,从图象中获取有用的信息是关键。U/V
3.0
2.5
2.0
1.8
1.5
1.3
I/A
0.20
0.30
0.40
0.44
0.50
0.54
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