初中物理竞赛电学比例.docx

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初中物理竞赛——电学比例问题

电学中重要是四个物理量：

I、U、R、P，只要知道其中某一个物理量一定，那么另三个物理量的关系就都明朗。

1、如果是串联电路，则电流相同，那么两个用电器的电压、电功率都与电阻成正比；

即U1﹕U2=P1﹕P2=R1﹕R2

2、如果是并联电路，则电压相同，那么两个用电器的电流、电功率都与电阻成反比；

即I1﹕I2=P1﹕P2=R2﹕R1

3、如果是同一电阻处于不同的工作状态，则电阻相同，那么不同状态时的电流之比等于电压之比，但电功率之比等于电流（或电压）的平方比；

即I12﹕I22=U12﹕U22=P1﹕P2

4、如果是同一电源处于不同的状态，则电压一定，那么两个不同状态时，电路的总电流与总电阻成反比。

即I总1R总1=I总2R总2

例1、如图所示，电源两端电压保持不变．当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器滑片P位于左端时，电压表示数为U1，电流表示数为I1；滑动变阻器滑片P位于右端时，电压表示数为U1’，电流表示数为I2．开关S1、S2闭合、滑动变阻器滑片P在左端时，电流表示数为I3，电阻R1消耗的电功率为P1，电阻R3消耗的电功率为P3。

已知U1-U1’=9.6V，I1-I2=0.48A，P1:

P3=2:

1，I3-I1=1.6A。

求：

（1）电源两端电压U．

（2）滑动变阻器最大阻值R2．

（3）开关S1、S2闭合，通电100s电路最多消耗多少电能．

（4）开关S1闭合，S2断开，滑动变阻器滑片P滑动过程中，滑动变阻器消耗的最大功率P2。

2、如图所示电路，电源电压保持不变，小灯泡标有“3V0.3A”，且灯丝电阻不随温度变化，R1为定值电阻。

闭合开关后，滑动变阻器R2的滑片P位于a端时，电压表V1与V2的示数之比为U1∶U2＝4∶3，小灯泡正常发光；调节滑动变阻器的滑片P位于b端时，灯的功率是额定功率的4/9，电压表V1与V2的示数分别是U1′和U2′。

求：

（1）小灯泡的电阻

（2）电源电压；

（3）滑动变阻器阻值的范围；

（4）电压表的示数U2′。

3．如图所示，电源两端电压不变。

当闭合开关S、S1和S3，断开开关S2，滑动变阻器的滑片P滑至B端时，电压表的示数U1为12V，电流表的示数I1为0.6A，电路的总功率为P1；当闭合开关S和S2，断开开关S1和S3，滑片P滑至A端时，电压表的示数U2为6V，电流表的示数I2为0.1A，电路的总功率为P2。

求：

（1）定值电阻R1和R2的电阻值；

（2）电功率P1与P2之比；

4、如图所示，L上标有“6V3W”字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V，变阻器R的最大阻值为100Ω．当开关S1闭合、S2断开，滑片P置于变阻器上的a点时，变阻器连入电路中的电阻为Ra，电流表示数为Ia；当开关S2闭合、S1断开，移动滑片P，变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图2所示，当滑片置于b点时，电压表示数Ub=8V，电流表示数为Ib．已知Ra：

R0=12：

5，Ia：

Ib=3：

5．（变阻器上的a、b两点均未标出，灯丝电阻不随温度变化）求：

（1）小灯泡的电阻；

（2）定值电阻R0和电源电压；

（2）在电表的示数不超过量程，灯泡两端的电压不超过额定值的情况下，当开关S1闭合、S2断开时，变阻器连入电路的最小电阻为多少；当开关S2闭合、S1断开，电路消耗的最小电功率的差值为多少？

5．如图所示电路，闭合开关S，断开开关S1、S2，将滑动变阻器的滑片P移至最右端时，电路中的电流为I1，小灯泡L恰能正常发光；闭合开关S，断开开关S1、S2，将滑动变阻器的滑片P移至最左端时，电路中的电流为I2，小灯泡L的电功率PL是其额定电功率的，滑动变阻器的电功率为P0；保持滑动变阻器的滑片P在最左端，闭合开关S、S1和S2，阻值为R1的定值电阻的电功率P1为1W，此时电路的总电功率P总与P0之比为20∶1。

设电路工作过程中电源两端的电压及小灯泡的电阻值保持不变，滑动变阻器的最大阻值为R2。

求：

（1）I1与I2的比值；

（2）R1与R2的比值；

（3）P总的大小。

6、如图所示，电源两端电压U保持不变。

当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P置于B端时，滑动变阻器接入电路的电阻为R3时，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2；当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P置于A端时，电阻R1消耗的电功率为P1，电流表A的示数为0.5A。

已知：

P1＝2.5W，U1∶U2＝1∶2，R2＝8Ω。

求：

（1）电源两端的电压U；

（2）当开关S1、S2闭合，滑动变阻器的滑片P置于B端时，电路消耗的电功率P。

7．在图所示电路中，电源两端电压不变。

闭合开关S，滑动变阻器滑片移至点M（图中未标出）时，变阻器接入电路的电阻为RM，电阻R1消耗的电功率为10W，电压表V1、V2示数分别为U1和U2，且U1∶U2＝1∶2；滑动变阻器滑片移至点N（图中未标出）时，变阻器接入电路的电阻为RN，电阻R2消耗的电功率为2W，电压表V2示数为U2¢，且U2∶U2¢＝4∶5。

求：

（1）滑动变阻器接入电路的电阻RN与RM之比；

（2）在滑片左右移动过程中，电路消耗的最大电功率Pmax。