练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 初中物理 > 题目详情
    6．如图所示电路，电源电压不变，电阻R1=10Ω，当开关S闭合时，电表V1和V2的示数之比为3：1，此时电阻R2每分钟产生的热量为48J．当开关S断开时R2和R3的功率之和是R1功率的4倍．根据以上信息计算出五个物理量：
    ①电源电压为12V；
    ②R2的阻值为20Ω；
    ③R3的阻值为20Ω；
    ④S断开与闭合时，电阻R2消耗的功率之比为3：5；
    ⑤S断开与闭合时，电路消耗的总功率之比为3：5．
    其中计算正确的一组是（　　）
    A．②③⑤B．②③④C．①②④D．①③⑤

    分析 （1）当开关S闭合时，电阻R3被短路，电阻R1与R2串联，电压表V1测电源的电压，电压表V2测R1两端的电压，根据电阻的串联特点和电流特点以及欧姆定律求出R2的阻值；
    进而知道总电阻，根据Q=I2Rt的变形公式求出电路中的电流，然后根据欧姆定律的变形公式求出电源电压；
    （2）当开关S断开时，三电阻串联，根据串联电路的电流特点和P=I2R表示出R2和R3的功率之和是R1功率的4倍，即可求出R3的阻值；
    （3）根据电阻的串联和欧姆定律分别表示出两种情况下电源的电压，利用电源的电压不变求出两种情况下电路中的电流之比，
    再根据P=I2R求出电阻R2消耗的功率之比，最后根据P=UI求出电路消耗的总功率之比．

    解答 解：当开关S闭合时，电阻R3被短路，电阻R1与R2串联，
    电压表V1测电源的电压，电压表V2测R1两端的电压，
    因为串联电路中各处的电流相等，且电路中的总电阻等于各分电阻之和，
    所以由欧姆定律可得，U=IR，
    则有：$\frac{{U}_{V1}}{{U}_{V2}}$=$\frac{{I}_{1}（{R}_{1}+{R}_{2}）}{{I}_{1}{R}_{1}}$=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{3}{1}$，
    解得：R2=2R1=2×10Ω=20Ω，所以②正确；
    总电阻R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω，
    时间t=1min=60s，
    由Q=I2Rt得，此时电路中的电流：
    I1=$\sqrt{\frac{Q}{{R}_{2}t}}$=$\sqrt{\frac{48J}{20Ω×60s}}$=0.2A，
    由I=$\frac{U}{R}$得，电源电压：
    U=I1R=0.2A×30Ω=6V，所以①错误；
    当开关S断开时，三电阻串联，
    根据P=I2R，且R2和R3的功率之和是R1功率的4倍，
    则有：$\frac{{P}_{23}}{{P}_{1}}$=$\frac{{I}_{2}^{2}（{R}_{2}+{R}_{3}）}{{I}_{2}^{2}{R}_{1}}$=$\frac{{R}_{2}+{R}_{3}}{{R}_{1}}$=$\frac{20Ω+{R}_{3}}{10Ω}$=$\frac{4}{1}$，
    解得：R3=20Ω，所以③正确；
    由于电源的电压不变，电流与电阻成反比，
    即：$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}$=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}+{R}_{3}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{10Ω+20Ω+20Ω}{10Ω+20Ω}$=$\frac{5}{3}$，
    由P=I2R得，电阻R2消耗的功率之比：
    $\frac{{P}_{2}^{′}}{{P}_{2}}$=$\frac{{I}_{2}^{2}{R}_{2}}{{I}_{1}^{2}{R}_{2}}$=（$\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}}$）2=（$\frac{3}{5}$）2=$\frac{9}{25}$，所以④错误；
    由P=UI得，电路消耗的总功率之比：
    $\frac{{P}_{总}^{′}}{{P}_{总}}$=$\frac{U{I}_{2}}{U{I}_{1}}$=$\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}}$=$\frac{3}{5}$，所以⑤正确．
    故选：A．

    点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是开关闭合、断开时电路串并联的辨别和电压表所测电路元件的判断，综合性强，难度较大．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    16．阿基米德说：“给我一个支点，我将撬动整个地球”．下列工具在使用过程中和阿基米德所说的杠杆属于同一类型的是（　　）
    A．B．C．D．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    17．把一个质量为30g、体积为50cm3的物块放入盛满水的烧杯中，当物块静止时物块的状态为漂浮（选填“漂浮”、“悬浮”、“下沉”），溢出水的质量为30g，烧杯对水平桌面的压强将不变（选填“变大”、“不变”、“变小”）

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    14．在探究影响压力作用效果的相关因素实验中，小明利用钩码、橡皮泥、细线、木板等器材设计了如图所示的甲、乙、丙三个实验．
    （1）在实验中，小明是通过观察细线陷入橡皮泥的深度来比较压力作用效果的，这种研究问题的方法叫转换法，下列实例中采用这种研究方法的是C
    A．用光线来描述光
    B．探究浮力大小与浸入液体中体积的关系时控制液体密度不变
    C．探究动能的影响因素时用小球推动木块移动距离的长短来表示动能大小
    （2）对照乙、丙两图可知：在受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显
    （3）小明对照甲、乙两图得出：压力的作用效果还与受力面积大小有关，请你对该实验做出合理的评价．
    该实验是否合理：不合理；
    理由是：因为甲图中橡皮泥上面有木块，没有保证两次压力大小不变．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    1．小华为某山区设计了有三个档位的电火锅，其内部电路如图所示，R1、R2为电热丝，R3为电位器（图中用变阻器表示），通过控制开关S1、S2、S3的通断可使电火锅在三个不同的档位工作，其中档位 I、II功率较小，功率大小还可通过电位器调节；档位 III功率为最大值900W且不可调节，该山区电压为200V．只闭合开关S1时电路处于档位 I，功率可从100W调节到400W．
    （1）此电路处于最大电功率档时，需要闭合的开关是S1、S2、S3．
    （2）求电热丝R1的阻值和电位器的最大电阻值R3．
    （3）只闭合开关S2时，电路处于档位II，请计算处于这个档位时流过电阻丝R2的电流的变化范围．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    11．如图所示，在钳子、自行车车把、滑轮、镊子四种简单机械中，使用时费力的简单机械是（　　）
    A．B．C．D．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    18．小明同学从地上拿起一肥城桃，并把它缓缓举过头顶，在这过程中，小明同学对肥城桃做的功约为（　　）
    A．0.8JB．8JC．80JD．800J

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    15．如图所示的用具中，正常使用时属于费力杠杆的是（　　）
    A．
    瓶盖起子    		B．
    修草剪刀    		C．
    筷子    		D．
    裁纸刀

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：多选题

    13．关于生产、生活中所涉及的物理知识，下列分析正确的是（　　）
    A．船过拦河坝时，利用的船闸是连通器原理在生产、生活中的应用
    B．人登上较高的山顶时，会感觉不适，是因为山顶气压大于山脚下的气压
    C．支起汽车换轮胎时，用的液压千斤顶是帕斯卡定律在生产、生活中的应用
    D．人潜入较深的水中时，必须穿潜水服，是因为液体压强随深度增加而增大

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案