初中物理竞赛——电学比例.pdf

初中物理竞赛初中物理竞赛电学比例问题电学比例问题电学中重要是四个物理量：I、U、R、P，只要知道其中某一个物理量一定，那么另三个物理量的关系就都明朗。1、如果是串联电路，则电流相同，那么两个用电器的电压、电功率都与电阻成正比；即 U1U2=P1P2=R1R22、如果是并联电路，则电压相同，那么两个用电器的电流、电功率都与电阻成反比；即 I1I2=P1P2=R2R13、如果是同一电阻处于不同的工作状态，则电阻相同，那么不同状态时的电流之比等于电压之比，但电功率之比等于电流（或电压）的平方比；即 I12I22=U12U22=P1P24、如果是同一电源处于不同的状态，则电压一定，那么两个不同状态时，电路的总电流与总电阻成反比。即 I总 1R总 1=I总 2R总 2例 1、如图所示，电源两端电压保持不变当开关 S1闭合、S2断开，滑动变阻器滑片 P 位于左端时，电压表示数为 U1，电流表示数为 I1；滑动变阻器滑片 P 位于右端时，电压表示数为 U1，电流表示数为 I2开关 S1、S2闭合、滑动变阻器滑片 P 在左端时，电流表示数为 I3，电阻 R1消耗的电功率为 P1，电阻 R3消耗的电功率为 P3。已知 U1-U1=9.6V，I1-I2=0.48A，P1:P3=2:1，I3-I1=1.6A。求：（1）电源两端电压U（2）滑动变阻器最大阻值R2（3）开关S1、S2闭合，通电100s电路最多消耗多少电能（4）开关S1闭合，S2断开，滑动变阻器滑片P滑动过程中，滑动变阻器消耗的最大功率P2。2、如图所示电路，电源电压保持不变，小灯泡标有“3V 0.3A”，且灯丝电阻不随温度变化，R1为定值电阻。闭合开关后，滑动变阻器 R2的滑片 P 位于 a 端时，电压表 V1与 V2的示数之比为U1U243，小灯泡正常发光；调节滑动变阻器的滑片 P 位于b端时，灯的功率是额定功率的4/9，电压表 V1与 V2的示数分别是 U1和 U2。求：（1）小灯泡的电阻（2）电源电压；（3）滑动变阻器阻值的范围；（4）电压表的示数 U2。3如图所示，电源两端电压不变。当闭合开关 S、S1和 S3，断开开关 S2，滑动变阻器的滑片 P 滑至 B 端时，电压表的示数 U1为 12V，电流表的示数 I1为 0.6A，电路的总功率为 P1；当闭合开关 S和 S2，断开开关 S1和 S3，滑片 P 滑至 A 端时，电压表的示数 U2为 6V，电流表的示数 I2为 0.1A，电路的总功率为 P2。求：（1）定值电阻 R1和 R2的电阻值；（2）电功率 P1与 P2之比；4、如图所示，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 的最大阻值为 100当开关 S1 闭合、S2 断开，滑片 P 置于变阻器上的 a 点时，变阻器连入电路中的电阻为 Ra，电流表示数为 Ia；当开关 S2 闭合、S1 断开，移动滑片 P，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 Ub=8V，电流表示数为 Ib已知 Ra：R0=12：5，Ia：Ib=3：5（变阻器上的 a、b 两点均未标出，灯丝电阻不随温度变化）求：（1）小灯泡的电阻；（2）定值电阻 R0 和电源电压；（2）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，当开关 S1 闭合、S2 断开时，变阻器连入电路的最小电阻为多少；当开关 S2 闭合、S1 断开，电路消耗的最小电功率的差值为多少？5如图所示电路，闭合开关 S，断开开关 S1、S2，将滑动变阻器的滑片 P 移至最右端时，电路中的电流为 I1，小灯泡 L 恰能正常发光；闭合开关 S，断开开关 S1、S2，将滑动变阻器的滑片 P 移至最左端时，电路中的电流为 I2，小灯泡 L 的电功率 PL是其额定电功率的，滑动变阻器的电功率169为 P0；保持滑动变阻器的滑片 P 在最左端，闭合开关 S、S1和 S2，阻值为 R1的定值电阻的电功率P1为 1W，此时电路的总电功率 P总与 P0之比为 201。设电路工作过程中电源两端的电压及小灯泡的电阻值保持不变，滑动变阻器的最大阻值为 R2。求：（1）I1与 I2的比值；（2）R1与 R2的比值；（3）P总的大小。6、如图所示，电源两端电压U保持不变。当开关S1闭合、S2断开，滑动变 阻器的滑片P置于B端时，滑动变阻器接入电路的电阻为R3时，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2；当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P置于A端时，电阻R1消耗的电功率为P1，电流表A的示数为0.5A。已知：P12.5W，U1U212，R28。求：（1）电源两端的电压U；（2）当开关S1、S2闭合，滑动变阻器的 滑片P置于B端时，电路消耗的电功率P。7在图所示电路中，电源两端电压不变。闭合开关 S，滑动变阻器滑片移至点 M(图中未标出)时，变阻器接入电路的电阻为 RM，电阻 R1消耗的电功率为 10W，电压表 V1、V2示数分别为 U1和 U2，且 U1U212；滑动变阻器滑片移至点 N(图中未标出)时，变阻器接入电路的电阻为 RN，电阻 R2消耗的电功率为 2W，电压表 V2示数为 U2，且 U2U245。求：（1）滑动变阻器接入电路的电阻 RN与 RM之比；（2）在滑片左右移动过程中，电路消耗的最大电功率 Pmax。