初中物理电路典型五道题.doc

第一题

王老师向同学们展示了一只具有高、低温两挡调节功能的自制电加热器,其内部电路由电阻丝 、 、和开关 三个元件组成,如图甲所示,两根电阻丝允许通过的最大电流均为1A,只闭合 ,电流表的示数为 ;再闭合 ,电流表的示数变为 ,所用电源电压恒为6V,求: 
(1)电阻丝 的阻值为多少? 
(2)若电源电压可调,闭合 和 后,为保证电路安全,求此电加热器允许消耗的最大电功率是多少? 
(3)王老师指导小军仅利用原有元件对该电加热器的内部电路进行改装,要求改装后的电加热器须同时满足下列两个条件: 
①具备高、低温两挡调节功能; 
②在6V电源电压下,用高温档给 的水加热 ,可使水温升高7.2℃,设电加热器消耗的电能全部转化为水的内能.请在图乙虚线框中画出内部改装电路图,并通过计算说明.
答案
解:(1)由图甲可以知道,只闭合开关时,只有接入电路,此时电流表示数即通过的电流:,闭合开关、时,、并联,此时干路电流,通过的电流,并联电路中总电压等于各支路两端电压, 
可得Ω; 
(2)闭合和后,两电阻并联, 
两电阻两端允许所加的最大电压: 
Ω,Ω, 
因并联电路中各支路两端的电压相等, 
所以,电源的最大电压, 
此电加热器允许消耗的最大电功率: 
; 
(3)根据题意可以知道,再闭合后,电流表的示数变大,则电路可能是两电阻并联,也可能是开关与其中一个电阻并联; 
若开关与其中一个电阻串联,开关闭合前后电路中的电阻分别为: 
Ω,Ω, 
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和, 
所以,电路中两电阻的阻值分别为7Ω、25ΩΩΩ,这与Ω不符,故此种情况不可能; 
若两电阻并联,开关闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流, 
电路中的总电阻: 
Ω, 
因并联电路中总电阻等于各分电阻之和, 
所以,,即, 
计算得出:Ω,即两个电阻为25Ω、10Ω,与题意相符; 
水吸收的热量: 
•℃)℃, 
因电加热器消耗的电能全部转化为水的内能, 
所以,由可得,高温档时的电阻: 
Ω, 
即高温档时电路中的总电阻为10Ω低温档时电路中的总电阻大于10Ω,改装电路可设计为两电阻串联,开关与并联,如图所示: 
答:(1)电阻丝的阻值为10Ω; 
(2)电加热器允许消耗的最大电功率为; 
(3)电路图如上图所示.
解析
(1)根据题意可以知道,再闭合后,电流表的示数变大,说明原电路要么两电阻并联,要么开关与其中一个电阻并联;若开关与其中一个电阻串联,根据欧姆定律求出闭合、断开时电路中总电阻,根据电阻的串联求出另一电阻的阻值,然后判断此种情况不可能;若两电阻并联,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出电路的总电阻,利用电阻的并联求出另一电阻的阻值,然后得出答案; 
(2)闭合和后,两电阻并联,根据欧姆定律求出两电阻两端允许所加的最大电压,根据并联电路的电压特点求出电源的电压,又知道电路的总电阻,利用求出此电加热器允许消耗的最大电功率; 
(3)知道水的质量和温度的变化量以及比热容,根据求出水吸收的热量即为消耗的电能,又知道工作时间,根据求出高温档时的电阻.
第二题
某校科技活动小组设计了一个多功能电吹风,其工作电路如图所示.电动机M的额定功率为,电阻丝的电阻为,电源电压为.问:
(1)要电吹风吹冷风,应闭合哪一个开关?
(2)当只闭合开关时,流过电动机的电流为多大?
(3)当只闭合开关和时,电吹风消耗的总功率是多大?
(4)将三个开关都闭合时,电吹风消耗的总功率为,电阻丝的阻值是多大?
答案
解:(1)要电吹风吹冷风,只要电动机工作即可,由电路图可以知道需只闭合开关;
(2)当只闭合开关时,只有电动机工作,
根据可得,流过电动机的电流:
;
(3)当只闭合开关和时,电动机与电阻并联,
并联电路中各支路两端的电压相等,
消耗的电功率:
,
电吹风消耗的电功率:
;
(4)将三个开关都闭合时,电动机与两电阻并联,
的电功率:
,
电阻丝的阻值:
.
答:(1)要电吹风吹冷风,只闭合开关;
(2)当只闭合开关时,流过电动机的电流为;
(3)当只闭合开关和时,电吹风消耗的总功率是;
(4)电阻丝的阻值是.
解析
(1)要电吹风吹冷风只要电动机工作即可,由电路图可以知道判断需要闭合的开关;
(2)当只闭合开关时,只有电动机工作,根据求出流过电动机的电流;
(3)当只闭合开关和时,电动机与电阻并联,根据并联电路的电压特点和求出消耗的电功率,然后加上电动机消耗的电功率即为电吹风消耗的总功率;
(4)将三个开关都闭合时,电动机与两电阻并联,总功率减去电动机与电阻消耗的电功率即为的电功率,根据求出电阻丝的阻值.
第三题
如图所示电路，电源两端电压保持不变，闭合开关。当开关闭合时，电路消耗的电功率为，电压表、的示数分别为和；开关断开时，电路消耗的电功率为，电压表、的示数分别为和，电阻消耗的电功率为。已知电阻，，。则下列判断正确的是（  ）。

A: 
B: 
C: 
D: 
答案：AC 正确率: 18%, 易错项: B
解析:
本题考查欧姆定律及串联电路。
当开关闭合时，被短路，和分别为 和 两端的电压，设此时电路中电流为，则，，。当开关断开时，为端的电压，为与串联后的两端电压，设此时电路中电流为，则，，，得，，得。又，得，又，得，。
再由，可得，故，从而可求出，，，故A、C正确。
故本题答案为A、C。
第四题
如图所示电路,电源电压不变,的阻值为,闭合开关S,滑动变阻器的滑片滑到b点,电压表和的示数之比为,与R消耗的功率之和是消耗功率的4倍,求：
(1)通过与的电流之比.
(2)滑动变阻器的最大阻值Rab.
(3)滑动变阻器滑片P在a、b两点时,消耗的功率之比.

答案
解:(1)闭合开关S,滑动变阻器的滑片滑到b点时,等效电路图如图所示:

与串联,
通过、的电流相等,即.
(2),且,
,
即
与消耗的功率之和是消耗功率的4倍,且,
,
即
由(1)(2)可得:,.
(3)当滑片移动到b点时,消耗的功率,
当滑片移动到a点时,等效电路图如图所示:

消耗的功率,
所以.
答:(1)通过与的电流之比为.
(2)滑动变阻器的最大阻值为.
(3)滑动变阻器滑片P在a、b两点时,消耗的功率之比为.
解析:
(1)先画出闭合开关S,滑动变阻器的滑片滑到b点时电路的等效电路图;根据串联电路的电流特点可以知道通过与的电流之比.
(2)由等效电路图可以知道,、与串联,电压表测、的电压,测与的电压;根据电压表的示数和欧姆定律得出三电阻之间的关系,根据与与R消耗的功率之和和消耗的功率关系再得出三电阻之间的关系,联立等式求出和的阻值.
(3)画出滑动变阻器滑片P在a、b两点时的等效电路图,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电路中的电流,根据得出消耗的功率,进一步求出它们的比值.

第五题
在如图所示的电路中，电源电压U恒定不变，当S闭合时R 1消耗的电功率为9 W，当S断开时R 1消耗的电功率为4 W，求：

(1)电阻R1与R2的比值是多大？
(2)S断开时，电阻R2消耗的电功率是多少？
(3)S闭合与断开时，流过电阻R1的电流之比是多少？
答案： (1)2∶1; (2) 2 W; (3)3∶2.
解析:S闭合时，只有R 1接入电路，P=I 2R 1=( ) 2R 1=9 W
S断开时，R1、R2串联在电路中，P′=I2R1=()2R1=4 W
所以(R1+R2)∶R1=3∶2，R1∶R2=2∶1
因为P=I2R，所以串联电路中P与R成正比，所以S断开时R2消耗的电功率P2=P1/2=2 W
又I=U/R，所以S闭合与断开时流过R1的电流与电阻成反比，为3∶2.
在同一个电路中不同的电阻的比例：U1:U2=R1:R2=P1:P2
同一个电阻在不同的电路中的比例：U1:U2=

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