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12.如图所示的电路中,电源两端电压U保持不变.当只闭合开关S1时,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4W,电阻R2消耗的电功率为P2.当开关S1、S2都闭合时,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=4:3.
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)当开关S1、S2都闭合时,通电3min,电阻R2放出的热量为多少焦?

分析 根据题意先画出当只闭合开关S1时和开关S1、S2都闭合时的等效电路图;
(1)根据P2:P2′=1:9求出电流之比,知道I1,可求I2
(2)根据U1:U2=4:3可得R2和R1的关系;求出了I1,知道P1=5W,利用P=I2R可求R1
根据电源两端电压不变,可得I1(R1+R2+R3)=I2(R1+R3),据此求出R1的大小,再根据欧姆定律求出电源电压;
(3)当开关S1、S2都闭合时,求出了电路中的电流和R2的阻值,利用焦耳定律求电阻R2产生的热量.

解答 解:当只闭合开关S1时,等效电路如图甲所示;当开关S1、S2都闭合时,等效电路如图乙所示.

(1)由图甲、乙得:P2:P2′=(I12R2:(I22R2=(I12:(I22=1:9,
所以,I1:I2=1:3,
由于I1=1A;则I2=3A,
(2)由图甲、乙得:
U1:U2=$\frac{{I}_{1}({R}_{2}+{R}_{3})}{{I}_{2}{R}_{2}}$=$\frac{1A×({R}_{2}+{R}_{3})}{3A×{R}_{2}}$=$\frac{4}{3}$,
解得:
R3=3R2
由图甲根据P=I2R得:
R1=$\frac{{P}_{1}}{{{I}_{1}}^{2}}$=$\frac{4W}{(1A)^{2}}$=4Ω,
根据电源两端电压不变,由图甲、乙得:
I1(R1+R2+R3)=I2(R1+R2
即:1A×(4Ω+R2+3R2)=3A×(4Ω+R2
解得:R2=8Ω,
根据图乙得:U=I2(R1+R2)=3A×(4Ω+8Ω)=36V;
(3)由图乙得,电阻R2产生的热量:Q2 =I22R2t=(3A)2×8Ω×3×60s=12960J.
答:(1)电流表的示数I2为3A;
(2)电源两端的电压U为36V;
(3)当开关S1、S2都闭合时,通电3min,电阻R2放出的热量为12960J.

点评 本题考查了学生对欧姆定律的掌握和运用,画出等效电路图是本题的突破口,利用好前后两图的关系是本题的关键.

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2.学习了电学知识后,小强研究家中的具有保温功能的电热饮水机,电热饮水机的简化电路示意图如图所示.电热饮水机的铭牌部分内容如表.问:
额定电压220V
加热功率400W
保温功率40W
最大容积2L
(1)饮水机处于保温状态时开关S0应处于什么状态?
(2)R1和R2的电阻值各是多大?
(3)若加热效率为80%,将装满水箱的水从20℃加热至100℃,需要多长时间?(c=4.2×103J/(kg•℃),ρ=1.0×103kg/m3,忽略温度对电阻的影响)

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科目:初中物理 来源: 题型:解答题

3.在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为6V,小灯泡L1额定电流为0.2A、电阻小于10Ω.(1)连接电路时开关应断开.
(2)请你用笔画线代替导线,将图1中的实物电路连接完整.
(3)闭合开关前,图中滑动变阻器的滑片P应位于A(选填“A”或“B”)端.
(4)实验电路连好后,闭合开关,发现灯泡不亮,电流表有示数、电压表无示数,产生此现象的可能原因是灯泡短路.

(5)小向同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图2所示的I-U图象,根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是0.3W.
(6)若用上述电路测量了L1灯泡的额定功率后,再测定一个额定电流为“0.4A”的小灯泡L2的额定功率,L2的电阻也略小于10Ω,则需更改电压表的量程,且更换灯后应该将滑动变阻器的滑片往B(选填“A”或“B”)移动使灯L2正常发光.

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科目:初中物理 来源: 题型:解答题

20.在“测定小灯泡功率”实验中,韵韵同学用一个电压表、一个电流表、一个开关、电压为3V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡和一个标有“20Ω 1A”的滑动变阻器.
(1)如图1有部分电路已连好,请用笔画线代替导线将电路连接完整,确保P向右滑动,灯泡变亮(连线不得交叉).
(2)经检查电路连接无误,闭合开关,灯泡不亮,电流表指针几乎不动,电压表示数接近3V,产生这一现象的原因可能是灯泡断路.
(3)排除故障后,调节P的位置,使灯泡正常发光,电流表示数如图2所示,请读出电流表示数,算出灯泡的额定功率填入表中.然后又多次试验,比较灯泡亮度,其目的是寻找普遍规律.
电压U/V1.01.52.02.53.0
电流I/A0.260.280.300.36
电功率P/w0.260.420.61.08
灯泡亮度很暗--暗---正常发光--很亮
(4)实验后,她对表中数据进行分析,发现灯泡电阻是变化的,其原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大.
(5)实验毕,韵韵又用R1=5Ω和R2=10Ω的两个电阻代替灯泡L探究在“电压一定下电流与电阻的关系”实验,先接入R1=5Ω的电阻,使电压表的示数为1.2V,并记下对应的电流值;再改接R2=10Ω的电阻,此时滑片P应向A(A或B)端移动,这样移动的目的是寻找普遍规律.

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7.小明为了探究通过电阻R的电流和两端电压的关系及小灯泡的额定功率,设计了如图(a)所示的电路.断开S2闭合S1,滑动变阻器滑片P从中点移向a端的过程中,通过电压表V和电流表A得到五组数据,对应五个点A、B、C、D、E在一条直线上,如图(b)所示.其中两个点的值对应滑动变阻器位置的中点和端点a.
求:(1)电阻R和滑动变阻器RX的阻值;
(2)闭合S1、S2,当滑动变阻器移到a端时,小灯泡恰好能正常发光,此时电流表A1的示数为0.5A,求小灯泡的额定功率;
(3)当小灯泡正常发光时,求在1min内产生的热量.

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科目:初中物理 来源: 题型:选择题

17.关于下列四幅图,说法错误的是(  )
A.
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B.
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C.
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倒影与影子的形成原理相同

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