练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 初中物理 > 题目详情
    （2011?北京二模）如图所示电路，电源两端的电压保持不变．当只闭合开关S和S1时，灯L正常发光，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，电流表示数为I1，电阻R2消耗的电功率为2W；当只闭合开关S和S2时，为压表V1的示数为U1′，电流表示数为I2，电阻R3消耗的电功率为2.5W；已知U1：U2=2：3，U1：U1′=2：1，不考虑温度对灯丝电阻的影响，求：
    （1）I1：I2；
    （2）灯L的额定电功率；
    （3）当全部开关都闭合时，电路消耗的总功率．
    分析：设电源的电压为U，灯泡的电阻为R，根据题意画出三种情况下的等效电路图；
    （1）根据甲乙两图中电压表V1的示数和欧姆定律求出电流表的示数之比；
    （2）由甲图电压表V1、V2的示数利用欧姆定律求出R1、RL的关系，由甲图中电阻R2消耗的电功率和乙图中电阻R3消耗的电功率利用P=I2R求出R3、R2的关系，根据电源的电压不变结合甲乙两图得出R1、R2的关系，最后利用甲图的中串联电路用电器的功率之比等于电阻之比求出灯泡的额定功率；
    （3）先根据电阻的并联特点求出图丙中的总电阻，再根据欧姆定律和串联电路中的电阻特点以及P=I2R表示出电阻R2消耗的电功率，进一步根据P=
    U2
    R
    求出当全部开关都闭合时电路消耗的总功率．
    解答：解：设电源两端的电压为U，灯L的电阻为R．
    当只闭合开关S、S1时，电路如图甲所示，此时电路中的电流为I1；
    当只闭合开关S、S2时，电路如图乙所示，此时电路中的电流为I2；
    当所有开关全部闭合时，电路如图丙所示．

    （1）比较图甲和图乙，因R2的电阻不变，根据欧姆定律有U1=I1R1，U1′=I2R1，
    所以电流表前、后两次示数之比
    I1
    I2
    =
    U1
    U1′
    =
    2
    1
    ；
    （2）由甲图电压表V1、V2的示数，根据欧姆定律有
    U1
    U2
    =
    R1
    RL+R1
    =
    2
    3
    ，
    解得
    RL
    R1
    =
    1
    2
    ，即R1=2RL-------------①
    ∵甲乙两图中P2=I12R2=2W，P3=I22R3=2.5W；
    ∴
    P2
    P3
    =(
    I1
    I2
    )2
    R2
    R3
    =
    2W
    2.5W
    =
    4
    5
    ，
    解得
    R2
    R3
    =
    1
    5
    ，
    ∴R3=5R2-------------------------②
    电源两端电压不变，
    I1
    I2
    =
    R1+R3+RL
    R1+R2+RL
    =
    2
    1
    -----------③
    将①②代入③解得R2=RL，
    ∴R1=2R2，
    ∴在图甲所示的串联电路中，灯L正常发光
    PL额
    R2
    =
    RL
    R2
    =
    1
    1
    ，
    PL额=P2=2W；
    （3）在图丙中此时的总电阻R总=
    R2R3
    R2+R3
    =
    R2?5R2
    R2+5R2
    =
    5
    6
    R2    ，
    在图甲中P2=(
    U
    R1+R2+RL
    )    2    R2=(
    U 
    2R2+R2+R2
    )    2    R2=
    U 
    16R2
    =2W    ，
    解得
    U2
    R2
    =32W    ，
    所以此时电路消耗的总功率P总=
    U2
    R总
    =
    U2
    5
    6
    R2
    =38.4W    ．
    答：（1）I1：I2为2：1；
    （2）灯L的额定电功率为2W；
    （3）当全部开关都闭合时，电路消耗的总功率为38.4W．
    点评：本题目难度较大，需要学生先化简电路图，就开关断开闭合时画出合适的电路图，并且结合电功率公式及其相关的比例关系、电压表的示数及其相关的比例关系，利用数学知识解决相关知识点．
    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：

    （2011?北京二模）如图所示电路，电源是多档的学生电源，L是标有“6V  3W”的小灯泡，R2是滑动变阻器，R1是定值电阻．当电源位于第一档，只闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P处于a点时，灯泡正常发光，电压表的示数是4V，滑动变阻器的功率是Pa；当电源位于第二档，只闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P处于b点时，电压表的示数是3.2V，滑动变阻器的功率是Pb，灯泡的功率PL′是额定功率的
    815
    ，且Pa：Pb=25：28；当电源位于第三档，开关都闭合，调节滑动变阻器的滑片P处于a点时，灯泡两端的电压的与第二种情况相等，滑动变阻器的功率Pa′，且Pa′：Pa=4：1．
    求：（1）滑动变阻器分别位于a、b两点时接入电路的电阻值
    （2）三档电源电压分别是多少？

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：

    （2011?北京二模）如图所示的电路中，电源两端电压U保持不变．当闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P置于a端时（a、b是滑动变阻器的两个端点），电压表的示数为U1，电流表的示数I1为1A，电阻R1消耗的电功率P1为6W，电阻R2消耗的电功率为P2．当闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P置于b端时，电压表的示数为U2，电流表的示数为I2，电阻R2消耗的电功率为P2′．已知P2：P2′=1：9，U1：U2=7：3．求：
    （1）电流表的示数I2为多少安？
    （2）电源两端的电压U为多少伏？
    （3）当闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P置于滑动变阻器中点时，通电2min，电阻R2放出的热量为多少焦？

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：

    （2011?北京二模）如图所示电路，设电源电压不变，灯丝电阻不随温度变化，滑动变阻器的最大阻值为R．当开关S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P位于A端时，电压表V2示数为U2，电阻R2和滑动变阻器消耗的总功率为P1=2.4W；当开关S1断开，S2闭合时，电压表V1示数为U1，灯正常发光，电流表的示数为I；当开关S1、S2都闭合时，接入电路的滑动变阻器阻值为最大值的2/3时，电流表的示数与I相比变化了△I=1.4A，滑动变阻器消耗的电功率为P2=14.7W．已知U1：U2=7：6．求：
    （1）灯正常发光时通过灯L的电流；
    （2）当开关S1、S2都闭合时，电路消耗总功率的最小值．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：

    （2011?北京二模）如图所示的电路中，电源两端电压不变，灯的电阻不变．当开关S1闭合，S2断开，滑动变阻器的滑片P移到A端时，R1的电功率为P1，电流表示数为I1；当开关S1断开，S2闭合时，R1的电功率为 P′1，电流表示数为I2，此时灯L正常发光．已知P1：P′1=9：25．当开关S1、S2 都断开，滑动变阻器的滑片P在C点时，变阻器接入电路的电阻为RC，与滑动变阻器最大阻值之比是1：3．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9W．
    求：（1）电流表I1与I2的比值；
    （2）灯的电阻与滑动变阻器最大阻值之比；
    （3）灯L的额定功率PL．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案