人教版初中物理电学难题及解析.doc

35．如图25所示电路，电源两端电压保持不变。当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P移到A端时，R3的电功率为P3，电流表的示数为I1；当开关S1断开、S2闭合时，R3的电功率为P3’，电流表的示数为I2。已知P3:P3’ = 9:25，
（1）求电流表的示数I1与I2的比值。
（2）当开关S1、S2都断开，滑动变阻器的滑片P在中间某位置C时，变阻器接入电路的电阻为Rc，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，已知U1:U2=3:2，Rc的电功率为10Ｗ，这时R3的电功率为P。通过闭合或断开开关及移动滑动变阻器的滑片，会形成不同的电路，电路消耗的最大功率与电路消耗的最小功率之比为3:1。求R3的电功率P。

解:
(1)当开关S1闭合、S2断开，变阻器的滑片移到B端时，等效电路如图甲所示；当开关S1断开、S2闭合时，等效电路如图乙所示。

（2）当开关S1、S2都断开，变阻器的滑片在C点时，等效电路如图丙所示。
∵ ∴
∴3R1+3 RC = 2R３+2R1
2R３ = R1+3 RC…………………………①
电源两端电压一定，在甲、乙电路中，根据U=IR
I1（R３+RB）= I2（R３+R1）
3RB = 2R３+5R1…………………………②
电路消耗功率最大应为开关S1S2都闭合，只有R3接入。消耗功率最小应为R3、R1、滑动变阻器RB全部串联接入电路。
∵电路总电压U一定
∴＝＝
2R3 = R1+RB …………………….……③
根据①②③式，可得：R3＝2RC
在丙电路中，电流一定，
P = 2PC = 2×10Ｗ = 20Ｗ

1分

1分

1分

1分

1分

1分

1分

用其它方法解题，过程结论正确给分。

40. 如图19所示电路电源两端电压恒定，定值电阻R1＝15W，忽略灯丝电阻值RL随温度的变化。只断开开关S3时，电流表的示数为I；只闭合开关S2时，电压表示数为U1，电流表的示数为I1＝0.4A；只断开开关S1，并把电阻箱R2接入电路的电阻值调整为原来的一半时，电压表的示数为U2，电流表的示数为I 2。若U1∶U2＝7∶10，I∶I 2＝2∶1。
求：（1）灯泡L的电阻；
（2）在上面的三个电路状态中，电路消耗的最大电功率。
图19

40．解：只断开关S3，电流表的示数为I，等效电路如图7甲所示；
　 只闭合开关S2，电流表的示数为I1，等效电路如图7乙所示；
只断开开关S1，电阻箱接入电路的电阻为原来的一半等效电路如图7丙所示

U
R1
R2
U
I
U1
R1
R2
U
I2
RL
I1
RL

甲 乙 丙
∵= 即= ∴图乙中=； =……①
……… 1分 又∵= ∴=……②
则得：=； 则=； R2=6Ω…………1分
将R2=6Ω代入①式得：RL=9Ω …………2分
由图乙：U＝I ( R1＋R2＋RL)＝0.4A×(15W＋6W＋9W)＝12V …………1分

（2）根据P= 电路中总电压不变，所以当电路中电阻最小时，电功率最大
由甲、乙、两三图分析，图甲电功率最大
P===16W …………2分
注：三个电路全对给1分

R1
R2
S1
S2
P
图19
38．某校的同学们在研究电路消耗的电功率与电阻的关系时设计了如图19所示的电路，滑动变阻器的最大阻值为R３。当滑动变阻器的滑片P置于最左端时，只闭合开关S1，滑动变阻器的功率为P3，电压表的示数为U1，电路中的电流为I1；当滑动变阻器的滑片P置于最左端时，只闭合开关S2时，滑动变阻器的功率为P3′，电压表的示数为U2，电路中的电流为I2，此时电路的总电功率为4 W。已知， ，电路中电源两端电压保持不变。（6分）
（1）求I1 与I2 之比
（2）请你计算出电阻R1与电阻R2的比值。
（3）请你回答：如何通过开关的断开与闭合以及滑动变阻器滑片位置的改变，使整个电路消耗的总电功率最大；并请你计算出这个总电功率。
38．解：
（1）滑动变阻器的滑片P置于最左端时，只闭合开关S1；等效电路如图（甲）所示
（2）滑动变阻器的滑片P置于最左端时，只闭合开关S2；等效电路如图（乙）所示
（3）滑动变阻器的滑片P置于最右端时，开关S1、S2都闭合；等效电路如图（丙）所示，电路消耗的电功率达到最大值P。

---------------------------------------------------------------（三个电路图正确1分）
由图甲、图乙得：
∵= ∴= ----------------------1分
∵= ∴= ----------------------1分
U一定：== R３=2 R2－3 R1
∴R３=5R1 ---------------------1分
由图（乙）（丙）U一定：
P=P1+P2===45W--------------------2分

38．如图25所示电路，设电源电压不变，灯丝电阻不随温度变化。当只闭合开关S1时，
电流表的示数是I1。当只闭合开关S2时，电流表的示数是I2。当断开S1 、S2时，电流
图25
R1
R2
S1

L
S2
V
V1
V2
V
表的示数是I3，电压表V1、V2示数之比为2:1，此时RL消耗的电功率为0.24W；当开
关S1、S2闭合时，灯L正常发光，
电流表的示数为I4。已知I1:I2 =2:1，
求：(1) 电阻R1与R2之比；
(2) 电流I3与I4之比；
(3) 灯L的额定功率。

38
I1
图①（甲）
R2

解：S1闭合，电路如图①，

I2
图②（甲）

S2闭合，电路如图②，

S1、S2断开，电路如图③，
I3
R1
PL=0.24W
RL
图③（甲）
U2
U1
R2

I4
RL
图④（甲）
R1
R2

S1、S2闭合，电路如图④，

（1）由图①、②、③，有

∴
（2）由图③④得：
（3）

说明：其它方法正确给分。

1

1

2

2

1