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专题25 混联电路计算中考考题--2024年中考物理总复习查缺补漏专题(通用)
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1. (2023甘肃兰州)如图所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻的阻值为,灯丝电阻为,忽略温度对灯丝电阻的影响,,先将单刀双掷开关拨至触点a,只闭合开关、,滑片P位于最右端时,电压表示数为6V,电流表示数为,电路的总功率为;只闭合开关、,滑片P移至中点时,电压表示数为2V,电流表示数为,电路的总功率为。再将单刀双掷开关拨至触点b,只闭合开关、时,电流表示数为0.3A,下列说法中正确的是( )
A.
B. 电源电压为12V
C. 电路的最大功率为24.3W
D. 滑动变阻器的最大电阻为20Ω
【答案】C
【解析】A.单刀双掷开关S3拨至触点a,只闭合开关S1、S4,滑片P位于最右端时,电阻R0与滑动变阻器的最大电阻串联,电压表测量滑动变阻器的电压,电流表测量电路电流,电压表示数为6V,电流表示数为I1,则
电路的总功率为
只闭合开关S2、S4,滑片P移至中点时,灯泡与滑动变阻器最大阻值的一半串联,电压表测量变阻器电压,电流表测量电路电流,电压表示数为2V,电流表示数为I2,则
电路的总功率为
所以
故A错误;
B.由串联电路特点与欧姆定律得,当单刀双掷开关S3拨至触点a,只闭合开关S1、S4,滑片P位于最右端时,电源电压为
只闭合开关S2、S4,滑片P移至中点时
依题意得
解得
当单刀双掷开关S3拨至触点a,只闭合开关S1、S4,滑片P位于最右端时,由串联电路电流特点与欧姆定律得,电阻R0与滑动变阻器的电压之比为
则
电源电压
故B错误;
D.将单刀双掷开关S3拨至触点b,只闭合开关S1、S2时,电路中只有灯泡L与电阻R0串联,电流表测量电路电流,由欧姆定律得,电路总电阻为
即
所以
,
则
故D错误;
C.当将单刀双掷开关S3拨至触点a,只闭合开关S1、S2时,滑动变阻器的滑片移到最左端时,电路中是由灯泡与电阻R0并联时,电路电功率最大为
故C正确。故选C。
2. (2023湖南郴州)如图所示,电源电压恒为18V,滑动变阻器R上标有“30Ω 1A”的字样,定值电阻R1=18Ω,小灯泡L上标有“6V 3W”字样(设小灯泡的电阻不随温度变化),电流表的量程为0~3A,求:
(1)闭合开关S、S1,断开S2,滑动变阻器的滑片P移到最上端a时,电流表的示数;
(2)闭合开关S、S2,断开S1时,移动滑动变阻器的滑片P,使小灯泡恰好正常发光,此时滑动变阻器接入电路中的阻值;
(3)闭合开关S、S1、S2,在保证电路安全的情况下,滑动变阻器的滑片P从最上端a向b端移动到某个位置时,电路的最小功率。
【答案】(1)1A;(2)24Ω;(3)22.5W
【解析】(1)闭合开关S、S1,断开S2,滑片移到最上端a时,电路中只有R1接入电路,电流表测流过R1的电流,此时电流表的示数
(2)闭合开关S、S2,断开S1,变阻器R变与小灯泡L串联,当小灯泡正常发光时,电路中的电流
小灯泡的电阻
电路中的总电阻
滑动变阻器接入的阻值
(3)闭合开关S、S1、S2,滑片P移动时,将变阻器分成R上和R下两部分,R上与R1串联组成一条支路、R下与L串联组成另一条支路,两条支路并联。由可知,当R总取最大值时,电路中的功率最小。要使R总取得最大值,需满足
即
①
②
由①②解得:,;
此时流过小灯泡的电流
灯泡会被烧坏。
此时流过R1的电流
干路电流
综合以上分析,电路的总功率最小时的安全条件是
此时
故电路中的最小功率
答:(1)电流表的示数为1A;
(2)时滑动变阻器接入电路中的阻值为24Ω;
(3)闭电路的最小功率为22.5W。
3. (2023四川成都)如图所示电路中,电源电压恒为6V,灯泡标有“6V”字样,额定功率字迹不清,灯泡标有“4V 1.6W”字样,滑动变阻器的最大阻值为,电流表量程为0~0.6A。闭合开关S、、,滑动变阻器滑片位于最右端时,电流表示数为0.42A,不考虑灯泡电阻变化。
(1)求灯泡的额定功率。
(2)只闭合开关S,移动滑动变阻器滑片,在确保电路安全的前提下,求电流表示数变化范围。
【答案】(1)1.8W;(2)0.1~0.4A
【解析】(1)闭合开关S、、,灯泡与滑动变阻器并联,灯泡两端的电压
灯泡L1的额定电压是6V,灯泡正常发光,通过滑动变阻器的电流
通过灯泡的电流
灯泡的额定功率
(2)只闭合开关S时,灯泡与滑动变阻器串联,灯泡电阻
灯泡的额定电流
当滑动变阻器接入电路阻值为0时,电路中的电流
所以电路中最大电流;当滑动变阻器的电阻时,电路的总电阻最大,电路中电流最小
电流表示数变化范围0.1A~0.4A。
答:(1)灯泡的额定功率是1.8W;
(2)只闭合开关S,移动滑动变阻器滑片,在确保电路安全的前提下,电流表示数变化范围是0.1~0.4A。
4. (2023四川成都)如图所示的电路,电源电压U恒定不变,,,滑动变阻器标有“”字样,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~3A。当滑动变阻器滑片移到最左端,开关S接通触点1时,电流表的示数为0.8A;当开关S接通触点2,为保障电路安全,滑动变阻器接入电路的阻值为;当改变滑片位置、开关S接不同触点,在保障电路安全的情况下,电路工作的最大电流和最小电流分别为和。下列计算正确的是( )
A. B. 的范围为
C. D. 电路工作的最小功率
【答案】AC
【解析】A.当滑动变阻器滑片移到最左端,开关S接通触点1时,只有R1的简单电路,电流表测量电路中的电流,电流表的示数为0.8A,电源电压
U=I1R1=0.8A×30Ω=24V
故A正确;
B.当开关S接通触点2,变阻器和电阻R2串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流,电流表量程为0~3A,当变阻器连入电路的电阻为零,只有电阻R2的简单电路,电路中的电流为
电路是安全的,电压表量程为0~15V,由串联分压可知当电压表的示数为15V时,变阻器连入电路的电阻最大,由串联分压得到
R′≈33Ω
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