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1 2013·河北)如图1所示,L上标有“6V  3W”字样,电流表量程为00.6A,电压表量程为015V,变阻器R的最大电阻为100Ω。只闭合S1,滑片置于a点时,变阻器连入电路中的电阻为Ra ,电流表示数为Ia。只闭合S2,移动滑片,变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图2所示 ;当滑片置于b点时,电压表示数U= 8V,电流表示数为Ib。已知RaR= 125IaI= 35(灯丝电阻不随温度变化)求:

 

 

1)小灯泡学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!的电阻;

 

2)定值电阻R0和电源电压;

 

3在电表的示数不超过量程,灯泡两端的电压不超过额定值的情况下,只闭合S1时,变阻器连入电路的最小电阻为多少?只闭合S2时,电路消耗的最小功率为多少?

 

解析:1)由公式学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!可知,则小灯泡的电阻:学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!

 

2)只闭合S2RR0串联,滑片P置于b点时,学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!U=8 V,由图可知电阻Rb=16Ω,则电流学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!。电源电压:    

 

只闭合S1RL串联,当滑片P置于a点,由于IaI= 35,则I= 0.3A

 

电源电压:   

 

已知RaR= 125,再由①②式,可得: R=20ΩU=18V

 

3)只闭合S1,电流表的量程大于灯的额定电流,则电路中最大电流等于灯的额定电流0.5 A

 

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解得变阻器接入电路的最小电阻R最小= 24Ω  

 

只闭合S2,变阻器两端电压为15 V时,连入电路中的电阻最大,由于学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!,则变阻器接入电路的最大电阻R最大=100Ω   。电路消耗的最小功率:学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!

 

2 2013·重庆)生活中大多数电热器都有多个档位,学习了电功率知识后,小锐同学利用电压为6V的电源,两个阻值不同的定值电阻,设计了如图3所示学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!的电路来探究电热器多档位的问题。已知R1=10Ω,R2=30Ω,请计算:

 

1S1S2断开,S3闭合时,电路中的电流是多少?

 

2S1断开,S2S3闭合时,通电5min电路消耗的学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!电能是多少?

 

3)该电路的最大功率和最小功率之比是多少?

 

 

解析:1)当只闭合S3时,R1R2串联在电路中,

 

根据欧姆定律可得,电路中的电流:学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!

 

2S1断开,S2S3闭合时,电路为R2的简单电路,通电5min电路消耗的电能:学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!

 

3S1S2闭合,S3断开时,两电阻并联,此时电路中的总功率最大,

 

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S1S2断开,S3闭合时,两电阻串联,此时电路的总功率最小,

 

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3 2013·泰安)如图4所示,电源电压恒定不变,电阻R1的阻值为,小灯泡上标有“12V  6W”字样,闭合开关S

 

1)当开关S1S2都闭合,滑动变阻器的滑片P移到最右端时,电流表的读数为17A,小灯泡恰能正常发光,求滑动变阻器的最大阻值。

 

2)当开关S1S2都断开,滑动变阻器的滑片P在最右端,求电流表的读数和滑动变阻器消耗的电功率。

 

解析:1)小灯泡正常发光的电流:

 

当开关S1S2都闭合,滑动变阻器的滑片P移到最右端时,LR2并联,滑动变阻器中的电流:

 

因灯泡恰能正常发光,即电源电压U=UL=12V, 滑动变阻器的最大阻值:

 

 

(2)当开关S1S2都断开时,且P在最右端,R1R2串联,接入电路中的总电阻:

 

 

电流表的读数:

 

此时滑动变阻器消耗的电功率:

 

4 2013鄂州)“赛龙舟”是端午节里的传统节目。小安同学自制了一个卡通龙舟,她想用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛。她选用规格为“12V 6W”的红灯和“12V 12W”的绿灯及“24Ω 2A”的滑动变阻器等元件设计了如图4所示电路。当闭合开关SS1S2,且滑动变阻器的滑片P移至b端时,两灯都正常发光(电源电压不变,不考虑灯丝电阻的变化)。求:

 

1)两灯都正常发光时电流表的示数为多少?

 

2)该电路中最大电功率和最小电功率分别为多少?

 

 

解析:(1)由公式可计算两灯的额定电流:                      

 

  

 

当闭合开关SS1S2,且滑动变阻器的滑片P移至b端时,红灯和绿灯并联且正常发光

 

 ,电源电压U=U=12V

 

(2)由公式可知,R最小时功率最大,两灯泡并联且滑片Pb端时电路的总电阻最小,此时两灯正常发光,电路中最大电功率为:R最大时功率最小:;当闭合开关SS1S2,且滑动变阻器的滑片P移至b端时:。电路中最小电功率为:

 

5 2013长沙)小刚设计了一种小鸡孵化器的电路模型,如图5所示,在一般情况下,只需灯光照明,温度较低时,则需要加热。电源电压为72VR1为定值电阻,R2为发热电阻丝改成的滑动变阻器,其上标有“200Ω  3A”的字样,电流表A1的量程为006A,电流表A2的量程为03A,灯泡上标有“12V  3W”的字样。

 

1)灯泡正常工作时的电流是多大?

 

2)闭合S,断开S1S2,灯泡正常工作,求R1的阻值。

 

3SS1S2均闭合时,求R2上消耗电功率的最小值和最大值。

                              

 

解析:1)∵UL=12VPL=3W

∴灯泡L正常工作时的电流为:

2)闭合S,断开S1S2,灯泡L与电阻R1串联,而此时灯泡正常工作,则此时灯泡两端的电压为UL=12V,而电源电压为U=72V
 

∴电阻R1两端的电压为:,灯泡L正常工作时的电流为025A,此时电路中的电流为0.25A

∴电阻R1的阻值为:

 

3SS1S2均闭合时,电阻R1和滑动变阻器R2串联,电源电压为U=72V,则   

 

,而滑动变阻器的最大电阻为R最大=200Ω,∴R2消耗电功率的最小值为:。电阻R1的阻值为240Ω,而

∴此时通过R1的电流为:,电流表A1测通过电阻R1的电流,电流表A2测干路中的总电流,电流表A1的量程为006A,电流表A2的量程为03A

∴通过R2的最大电流为:R2消耗电功率的最大值为:

 

6 2013荆州)小华同学用如图6所示的电路进行实验,已知电源电压U=12V,灯泡L标有“6V3W”字样(不计灯丝电阻随温度的变化),滑动变阻器R0 标有“50Ω1A”字样,电流表量程为06A,电压表量程为15V。在实验中,为了确保测量准确,要求电表所测值不小于其量程的1/3。要使测量准确并确保电路安全,求:

 

1)灯泡L消耗的最小功率。

 

2)滑动变阻器R0的阻值变化范围。

 

   

 

解析:小灯泡的电阻,要使灯泡L消耗的功率最小,根据,应使电路中电流最小。若滑动变阻器的阻值调到最大,此时电路中的电流:

 

,不能将滑动变阻器的阻值调到最大。

 

为使测量准确,电路中电流最小值应为02A,且因电压表量程大于电源电压,电压表是安全的。

 

灯泡L消耗的最小功率:

 

当电流最小时,滑动变阻器可接入电路阻值最大。

 

此时灯泡分得的电压:

 

 

灯泡的额定电流:

 

若最大电流为0.6A,超过灯泡的额定电流,故最大电流不能为06A,此时灯泡的电压等于额定电压6V,电压表示数为12V6V=6V,满足题目要求。

 

    

 

综上所述滑动变阻器R0的阻值变化范围为12Ω48Ω

 

7 2013达州)如图7所示,电源电压保持12V不变,L是标有“12V 6W”的小灯泡,其电阻不随温度变化,R=20Ω。

 

1)当SS1闭合、S2断开,且P位于滑动变阻器R0的中点时,电流表示数为0.4A。求滑动变阻器R0的最大阻值。

 

2)当SS1S2都闭合,且P位于a端时,求电流表的示数。

 

3)要使电路中的总功率最小,请指出开关SS1S2的开闭情况和滑片P的位置,并求出此时的最小功率。

 

 

解析:SS1闭合、S2断开,且P位于R0的中点,LR0串联, 小灯泡的电阻。根据欧姆定律可计算出此时的总电阻。设滑动变阻器的最大阻值为R0,此时其接入电路的阻值为

 

 

解得:R0=12Ω

 

(2)SS1S2都闭合,且P位于a端时,LR并联,并联的总电阻,电流表测的是电路的总电流,由欧姆定律可得:

 

(3)要使电路中的总功率最小,根据,应使电路总电阻最大。这时RL只能选择一个阻值较大的(因为并联电路的总电阻比任何一个分电阻都要小),且滑动变阻器阻值调到最大,即当SS1闭合,S2断开,P位于b时,总功率最小。

 

 

    
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