初中物理电学难题与解析Word文档格式.docx

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（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+3RC=2R３+2R1

2R３=R1+3RC…………………………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S1、S2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

用其它方法解题，过程结论正确给分。

2.如图19所示电路电源两端电压恒定，定值电阻R1＝15，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I2。

若U1∶U2＝7∶10，I∶I2＝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。

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

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×

（15＋6＋9）＝12V………1分

（2）根据P=电路中总电压不变，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

3．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4W。

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。

（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

U一定：

==R３=2R2－3R1

∴R=5R1----------------------------------------------------------1分

由图（乙）（丙）U一定：

P=P1+P2===45W-----2分

4．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

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

S1闭合，电路如图，

S2闭合，电路如图，

S1、S2断开，电路如图，

S1、S2闭合，电路如图，

（1）由图、、，有

∴

（2）由图③④得：

（3）

说明：

其它方法正确给分。

5、现有一阻值不变的纯电阻元件R0，标有“6V1.8W”字样，由于电路元件R0的实际电阻值与其标准值之间可能存在差异，所以导致所标的额定功率值有可能不准。

如果电路元件实际电阻值与其标准电阻值之间的差异超过1.5欧，则该电路元件将不能使用，检测人员为检测该电路元件是否合乎标准，设计了如图所示的检测电路，已知电路中电流表的量程为0－0.6A，电压表的量程为0－3V，滑动变阻器标有“20Ω1A”的字样；

（1）请根据电路元件上所标的额定电压和额定功率，算出电路元件的标准电阻值；

（2）若电路元件的额定功率刚好是1.8W，则电路中允许通过的最大电流是多大？

电源电压不能超过多少伏？

（3）某次元件检测时，检测人员闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，当电流表示数为0.22A时，电压表的示数为2.42V；

当电流表的示数为0.25A时，电压表的示数为1.85V，请通过计算判断所检测的电路元件是否可以使用？

实际检测时，滑动变阻器的滑片是否能滑至最左端？

说出理由。

（1）由P额=U额2/R0得R0=U额2/P额=（6V）2/1.8W=20Ω

（2）电路元件的额定电流：

I额=P额/U额=1.8W/6V=0.3A

与电流表允许通过的最大电流相比较，可确定电路中允许通过的最大电流是0.3A

为保证定值电阻不被损坏，其两端电压最大为其额定电压（即U0m=6V）

滑动变阻器两端电压最大为3V（电压表的量程为0~3V,即URm=3V）

电源电压的最大值：

Um=U0m+URm=6V+3V=9V

（3）在实际检测时电源电压不变，由串联电路的电压特点和题意，可列出方程组：

U=2.42+0.22R0′U=1.85+0.25R0′

联立、解得R0′=19Ω，U=6.6V.

因为20Ω－19Ω=1Ω<

1.5Ω，所以检测的电路元件可以使用。

若滑动变阻器的滑片滑至最左端，元件R0两端电压等于电源电压6.6V，超过其额定电压，会损坏电路元件，故不能。

6、热熔胶是生产中常用的粘合剂，它在常温下是固体，熔化后再冷却就能将物体牢牢地粘合在—起。

图21甲是热熔胶枪（简称“胶枪”）的外形，其内部有两只相同的PTC加热元件，电路如图21乙所示，单只PTC加热元件的电阻与温度的变化关系如图21丙所示。

胶枪扳机松开时，开关Sl断开，开关S2的触片与b触点接通，若此时接通电源，胶枪就进入预热状态，约60s后热熔胶熔化成的胶液温度达到正常工作温度（170℃~210℃）。

此后，若扣动扳机，胶枪就进入正常工作状态：

固体胶条向前挤压，开关S1闭合，开关S2的触片与a触点接通，枪口冒出温度为170℃～210℃的胶液。

在近似计算时，可以认为胶液的温度与PTC加热元件的温度相同。

接通电源120s后，问：

（1）胶枪在预热过程中消耗的最大功率是多大?

（2）假设胶枪在温度为170℃的条件下工作200s，它产生热量的80％被胶条吸收，在这过程中胶条吸收了多少热量?

（3）胶枪正常工作时的最小电流是多少?

（1）胶枪预热时，R1和R2串联，当电阻最小时（即R1=R2=1000Ω），

胶枪消耗的功率最大，此时电路的总电阻R=R1+R2=1000Ω+1000Ω=2000Ω.

最大功率P=UI=U2/R=（220V）2/2000Ω=24.2W

（2）胶枪正常工作时，R1和R2并联，由图丙可知，当温度为170℃，

R1=R2=1600Ω，此时电路的总电阻R′=R1R2/（R1+R2）=R1/2=800Ω

使用200s，胶枪消耗的电能W=U2t/R′=（220V）2×

200s/800Ω=12100J

胶条吸收的热量Q=Wη=12100J×

80%=9680J

（3）胶枪正常工作时，R1和R2并联，当电阻最大时（即R1=R2=2200Ω），

电流最小，此时电路的总电阻R′′=R1/2=1100Ω

最小电流I=U/R′′=220V/1100Ω=0.2A

7、小明发现自己家汽车照明大灯的灯泡内有两根灯丝，一根是功率较小的近光灯丝（主要用于照亮前方较近的路面），另一根是功率稍大的远光灯丝（主要用于照亮前方较远的路面）。

当控制手柄拨到“近光”位置时，近光灯丝正常发光；

当控制手柄拔到“远光”位置时，近光灯丝和远光灯丝同时正常发光。

该灯泡上标有“l2V60W／54W”的字样，通过计算回答：

（1）当控制手柄拨到“近光”位置时，通过近光灯丝的电流多大?

（2）近光灯丝正常发光时的电阻多大?

（3）小明爸爸驾车在郊区道路上行驶，将控制手柄拨到并保持在“远光”位置5分钟，这段时间内一个照明大灯消耗的电能是多少焦?

（4）说明这种灯泡内两根灯丝在电路中的连接方式，并简述理由。

（1）当控制手柄拨到“近光”位置时，只有近光灯丝工作，且P近=54W

由公式P=UI得：

通过近光灯丝的电流

（2）由公式得I=得：

近光灯丝正常发光时的电阻

R近=

（3）当控制手柄拔到“远光”位置时，近光灯丝和远光灯丝同时正常发光.

总功率：

P=P远+P近=60W+54W=114W；

t=5min=300s.

由公式P=得：

这段时间内一个照明大灯消耗的电能

W=Pt=114W×

300s=34200J

（4）这种灯泡内两根灯丝是并联的。

因为近光灯丝既可以单独正常发光，也可以和远光灯丝同时正常发光，所以它们是并联的。

8、如图甲是一种“闯红灯违法证据模拟记录器”的工作原理图，当光控开关接收到红光时，开关自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力，它的阻值变化（变化规律如图乙所示）引起电流大于或等于0.06A时，继电器的衔铁就被吸下，工作电路中的电控照相机工作拍摄违规车辆。

光控开关未受到红光照射自动断开，衔铁没有被吸引，工作电路中的指示灯发光。

已知控制电路电压为6V。

（g取10N／kg）求：

（1）一辆质量为400kg的车闯红灯时，控制电路中的电流恰好是0．06A被拍照。

此时压敏电阻的阻值是多大?

（2）电磁继电器线圈电阻是多少?

（3）一辆质量是1.2