练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 初中物理 > 题目详情
    13．小阳同学在科技月制作了一个多档位电热器模型．为了分析接入电路的电阻对电热器的电功率的影响，他将电表接入电路中，其电路如图所示，电源两端电压不变，R1=30Ω．当开关S闭合，S1、S2断开时，电压表示数为U1，当S、S1、S2都闭合时，电压表示数为U2，已知U1：U2=3：8；两种状态时，R2消耗的功率最大值P大和最小值P小之比为4：1；R3的最小功率为0.9W．下列说法中不正确的是（　　）
    A．电阻R2的阻值为40Ω
    B．电热器模型中间两个挡位的功率分别是7.2W和57.6W
    C．电流表的最大示数是1.4A
    D．电源两端的电压为24V

    分析 （1）根据电压表的示数之比得出并联时通过电阻R1的电流I1和串联时电路中电流I的关系，再根据R2消耗的功率最大值P大和最小值P小之比得出并联时通过电阻R2的电流I2和串联时电路中电流I的关系；最后根据并联电路的电流与电阻的特点，列出电阻R1与R2的关系式，即可求出R2的阻值；
    （2）先根据前面得出的R1、R2的阻值，求出R3的阻值，再根据R3的最小功率，求出串联时的电流值，利用欧姆定律即可得到电源电压；
    （3）根据欧姆定律公式和电功率的公式得到的功率变形式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$即可求得两个挡位的功率；
    （4）并联时，电流表的示数是通过电阻R1、R2的电流之和，这时示数最大，根据并联电路的特点即可求得．

    解答 解：当开关S闭合，S1、S2 断开时，三电阻串联，根据欧姆定律可知，电路中的电流最小，各电阻消耗功率最小，电压表测量的是电阻R1两端的电压U1；
    三个开关都闭合时，三电阻并联，各电阻两端的电压为电源电压，则消耗功率最大，电压表测量的是电源电压，即电压表示数U2=U，
    串联时电路中电流为I，U1=IR1，R2消耗的功率最大为P小=I2R2，
    并联时U=I1R1，R2消耗的功率最小为P大=I22R2，
    则由U1：U2=3：8可知：U1：U=3：8，
    $\frac{{U}_{1}}{U}$=$\frac{I{R}_{1}}{{I}_{1{R}_{1}}}$=$\frac{3}{8}$，
    可得：I1=$\frac{8}{3}$I                 
    由R2消耗的功率最大值P大和最小值P小之比为4：1可知：
    $\frac{{P}_{大}}{{P}_{小}}$=$\frac{{I}^{2}{R}_{2}}{{I}_{2}^{2}{R}_{2}}$=$（\frac{I}{{I}_{2}}）^{2}$=$\frac{1}{4}$，
    可得：I2=2I
    并联时，根据并联电路的分流特点可知：$\frac{{R}_{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}$=$\frac{\frac{8}{3}I}{2I}$=$\frac{4}{3}$，
    则R2=$\frac{4}{3}$R1═$\frac{4}{3}$×30Ω=40Ω．
    串联时，根据串联电路中的分压特点可知：$\frac{U}{{U}_{1}}$=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}+{R}_{3}}{{R}_{1}}$=$\frac{8}{3}$，
    即：$\frac{30Ω+40Ω+{R}_{3}}{30Ω}$=$\frac{8}{3}$，
    解得：R3=10Ω
    当开关S闭合，S1、S2 断开时，三个电阻串联，R3消耗的功率最小，
    $（\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}+{R}_{3}}）^{2}$×R3=0.9W，
    其中R1=30Ω，R2=40Ω，R3=10Ω，代入数据得电源电压：U=24V，
    这个电热器模型中间两个挡位的功率，
    P1=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{（24V）^{2}}{30Ω}$=19.2W，
    P3=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{3}}$=$\frac{（24V）^{2}}{10Ω}$=57.6W，
    I1=$\frac{8}{3}$I=$\frac{8}{3}$×0.3A=0.8A，
    I2=2I=2×0.3A=0.6A
    电流表最大示数为I大=I1+I2=0.8A+0.6A=1.4A．
    由上可知：
    1、电阻R2的阻值为40Ω，故A不符合题意；
    2、电热器模型中间两个挡位的功率分别是19.2W和57.6W，故B符合题意；
    3、电流表的最大示数是1.4A，故C不符合题意；
    4、电源两端的电压为24V，故D不符合题意；
    故选B．

    点评 此题主要考查了有关电功率、欧姆定律的计算及应用．做这类题目时关键是能够分析出开关的闭合对电路引起的变化，同时要能够根据已知条件列出相应的关系式，从而组成方程组进行求解．

    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

    5．为了让大家养成关注生活、关注社会的良好习惯，老师倡导大家对身边一些常见的物理现象进行观察，以下是同学们交流时的一些估测数据，符合事实的是（　　）
    A．一支铅笔的直径约为1dmB．500mL罐装饮料的质量约为500g
    C．人体感觉最舒适的温度约为37℃D．中学生正常步行时的速度是10m/s

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：作图题

    4．如图门把手可视为杠杆，请画出开门时作用在A点的最小压力F的示意图（O为支点）

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    1．如图实验或应用利用了电磁感应原理的是（　　）
    A．B．
    C．D．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    8．小明想知道灯的亮暗程度与什么因素有关，于是找来阻值约为10Ω、额定电压是2.5V的灯L1和额定电压是3.8V的灯L2，先后接在电源电压恒为6V的电路中，按照如图甲所示的电路进行探究．

    （1）小明在检查电路连接时，发现有一根导线连接错误．请在图甲中找出来并打上“×”，并补画出正确的连线．
    （2）电路连接正确后，小明操作正确，闭合开关后，测得灯L1两端的电压和电流值，填入了序号1，由此可知所选滑动变阻器的最大阻值为20Ω，灯L1正常发光时的电流为0.26A．
    （3）用L2替换L1重复以上的实验，为了测出L2的额定功率，必须进行的线路改接是电压表换用大量程．
    （4）在小明完成的实验报告中，其中的一个实验表格如表：
    序号电压U/V电流
    I/A    		灯泡L1的亮度实际电功率
    P/W
    11.800.21较暗0.378
    22.50正常发光0.65
    33.000.29很亮0.87
    小明通过对比、推测、分析表中数据及现象可得出的结论是：小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮．
    （5）小明进一步思考，认为该实验器材可以用来研究导体中的电流与电压的关系”．他这种想法是错误（选填“正确”或“错误”）的．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：多选题

    18．如图所示是利用每秒闪光10次的照相装置分别拍摄到的四个小球的频闪照片，关于这四个小球的说法正确的是
    （　　）
    A．乙球可能做匀速运动，其他小球做变速运动
    B．只有丙球在运动过程中动能一直在增大
    C．只有乙球可能受到平衡力的作用
    D．甲、丁两球的运动情况都是沿斜面向上运动

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：计算题

    5．在打捞海底沉船时，常用水下机器人潜入水下打捞船上物品．（ρ海水取1.0×103kg/m3，g=10N/kg）
    （1）机器人在水下50m处受到海水产生的压强是多大？
    （2）某时刻机器人在水下用竖直向上的力举着体积为0.03m3、密度为2.7×103kg/m3的物体静止不动，求该力的大小．
    （3）若机器人在水下运动时，所受海水阻力与速度的关系如图所示，求机器人在水下以1m/s的水平速度匀速运动时，机器人水平推进力的功率．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    2．如图是小球在地面弹跳的频闪照片，A、B两点高度相同，小球在A点的动能大于（填“大于”、“小于”或“等于”）B点的动能，分析图片中的情景可知弹跳过程中机械能减小（填“增加”、“减小”或“不变”）．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：计算题

    20．某品牌太阳能热水器的容积为100L．若装满初温为20℃的冷水，经过一天的太阳照射，水温能升高到65℃，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值q=4.2×107J/m3．
    （1）求热水器中的水吸收的热量；
    （1）若用效率为50%的天然气灶加热这些水，则需要完全燃烧多少m3的天然气？

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案