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初三物理电学综合题(较难)

发布时间:2014-01-05 16:42:03  

1、如图所示,电源电压和灯泡电阻不变,当合上开关S1,断开开关S2和S3时,电灯R1正常发光,电压表示数为6V;当合上开关S1,S2,断开S3时,电流表示数为1A;当合上S3,断开S1、S2时,灯R1的实际功率为其额定功率的1/9,R2消耗的功率为0.6W,求灯L的额定功率和电阻R3的阻值。

2、两只灯泡L1和L2分别标有“220V 40W”和“110V 100W”字样,若把它们串联在电路中,总功率最大不得超过多少瓦?若把它们并联在电路中,总功率最大不得超过多少瓦?

已知:

求:串联时的最大总功率

并联时的最大总功率

1

3、如图16所示,电源电压为12V,并且保持不变,滑动变阻器的最大阻值为18Ω,小灯泡上标有“6V 3W”字样。求:

(1)灯泡的电阻和正常工作时的电流是多少?

(2)当S闭合,S1、S2都断开时,要使灯泡正常工作,滑动变阻器接入电路中的阻值为多大?

(3)保持滑动变阻器的位置不变,闭合S、S1、S2,此时电流表示数变化了1A,求R0的阻值是多少?

(4)闭合S、S1、S2,调节滑动变阻器,使整个电路消耗的总功率为最小,这个最小值是多少?

2

4、在学习了电学知识后,同学们尝试“设计电路和编制习题”,老师提供了以下器材:电源、两个“12V 18W”的电阻和若干开关、导线.

(1)小虎第一个完成设计,他设计的电路如图所示.他编制的试题是:“在如图a所示的电路中,闭合开关S1,通电5min产生多少热量?” 请你解答此题:

(2)小华思考一会儿,设计了能提供两种功率工作的电路.编制的试题是:“在小虎设计的电路上再加一个开关,使电路能以两种功率工作,其大、小功率之比是___________.”

请你在图a中完成小华的设计,并将电路大小功率之比填入空格中.

(3)小明经过认真思考后,用了三个开关,设计了能提供三种功率工作的电路.请你在图b的方框内,画出小明所设计的电路图.

3

5、如图甲所示电路,电源电压为12V,电阻R的阻值为20Ω,滑动变阻器R的最大阻值为100Ω,当开关S闭合时,12

电流表A的示数为0.2A。求:

(1)电压表V的示数;

(2)R消耗的功率; 2

(3)滑动变阻器的滑片P移到另一位置时,电压表V的示数如图所示乙所示,求1

此时滑动变阻器R接入电路的阻值。 2

6、在图11所示的电路中,电源电压为12伏且不变,电阻R1的阻值为22欧,滑动变阻器R2上标有“10W 1A”字样。闭合电键S,电流表的示数为0.5安。求:

(1)电阻R1两端的电压。

(2)滑动变阻器R2接入电路的阻值。

(3)现设想用定值电阻R0来替换电阻R1,要求:在移动滑动变阻器滑片P的过程中,两电表的指针分别能达到满刻度处,且电路能正常工作。

①现有阻值为16欧的定值电阻,若用它替换电阻R1,请判断:________满足题目要求(选填“能”或“不能”)。若能满足题目要求,通过计算求出替换后滑动变阻器的使用范围;若不能满足题目要求,通过计算说明理由。 ②满足题目要求的定值电阻R0的可能取值范围为_______________________。

4

7、如图所示,电源电压恒为6V,R1、R2是定值电阻,滑动变阻器最大值为R,当断开S2、S3、闭合S1时,移动滑片P,电路消耗功率的最大值和最小值之比为4:1;当断开S1和S3、闭合S2时,滑片P在a点(此时滑动变阻器连入电路中的电阻为1/4R)和在最右端电流表的示数之比2:1;当S1、S2、S3都闭合时,电流表的示数为1.25A.求:①R1和R的比值; ②R2和R的比值; ③R1、R2、R3的值。

二、综合题

8、家庭电路的引线均有一定的电阻(约几欧),因此,当家中空调、电炉等大功率用电器工作时,家中原来开着的电灯会变暗。某科技小组的同学通过测试就可以估算出家庭电路引线部分的电阻。如图所示,用r表示家庭电路引线部分的总电阻,L为一只普通家用白炽灯泡,M是一台空调节器。在测试时,先断开开关S,接通灯泡L,测得灯泡两

端的电压为

,灯泡的功率为;再闭合开关S

,测得灯泡两端的电压为、和,空调的功率为(

远大于)。试写出估算r的表达式(只用

表示,设电源电压恒定)(8分)

5

9、某电热水器的简化电路,如图所示。请你设计虚线框内的指示灯电路。供选择的器材有:“220V 10W”灯泡一只,“2.5V 0.75W”灯泡一只,“2V 10mA”发光二极管一只,各种阻值的电阻,导线若干。

(1)在指示灯能正常工作的情况下,请你通过计算说明选用器材的最佳方案及器材的具体规格。

(2)将电路图中的虚线框部分补充完整。

10、电阻R1与电阻R2组成并联电路。试证明总电阻小于电阻R1、小于电阻R2。

6

三、选择题

11、图所示的电路中,电源电压恒定.闭合开关S后,电路正常工作.过了一会儿,两电表的示

数突然都变为零,则该电路中出现 的故障可能是:

A. 电阻R断路; B.电阻R短路; C.灯L断路; D.灯L短路.

12、在下图的电路中,R为待测电阻,阻值约为5欧。给你的器材有:滑动变阻器(2A,0~10欧Ω);电压表,有2个量程,分别为0~3V、0~15V;电流表,有2个量程,分别为0~0.6A、0~3A;电池组为新干电池3节串联。两只电表的量程可采用以下4种选法,但为使测量时能较准确地读数,最后,两只电表的量程应采用 [ ]

A.0~0.6A和0~1.5V B.0~3A和0~15V

C.0~0.6A和0~3V D.0~3A和0~3V

13、如图4所示电路,电阻R1标有“6Ω lA”,R2标有“3Ω 1.2A”,电流表

A1、A2的量程均为0~3A,电压表量程0~15V,在a、b间接入电压可调的直流电源.闭

合开关s后,为保证R1、R2均不损坏,则允许加的电源电压和通过电流表A1的电

流不得超过 ( )

A.9V 1A B.3.6V 0.6A

C.9.6V lA D.3.6V 1.8a

7

14、如图所示,电源电压不变,闭合开关S后,滑动变阻器滑片自a向b移动的过程中:

A.电压表V1示数变大,v2示数变大,电流表A的示数变大;

B.电压表V1示数不变,V2示数变大,电流表A的示数变小;

C.电压表V1示数不变,V2示数变小,电流表A的示数变大;

D.电压表V1示数变小,V2示数变大,电流表A的示数变小

.

15、如图所示.物体M在水平导轨上平移时.带动滑动变阻器的滑片P移动,通过电压表显示的数据,可反映出物休移动距离的大小.下列说法正确的是:

A.物体M不动时,电流表、电压表都没有示数;

B.物体M不动时.电流表有示数,电压表没有示数;

C.物体M向右移动时.电流表、电压表示数都增大;

D.物休M向右移动时,电流表示数不变,电压表示数增大

.

8

四、实验,探究题

16、有一个电阻值已看不清楚的电阻器R1,我们想要测出它的电阻值,但手边只有一个电池组、一个伏特表、一个电阻值看得清楚的电阻器R2和几根导线,试用两个电路图表示出测量R1电阻值的方法。

五、填空题

17、为测量待测电阻Rx阻值,小敏设计了如图所示的电路,R0的阻值已知且电源电压不变,她 测出Rx的阻值(填“能”或“不能”).因为

六、多项选择

18、如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,电阻R2与R3的阻值均为10Ω。闭合开关S,电流表A1和A2的示数之比为3:2。若把电流表A1和A2分别换成电压表V1和V2后,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2。则下列选项正确的是:

A、R1=5Ω; B、R1=20Ω;

C、U1:U2=3:4; D、U1:U2=4:3.

9

19、如图所示电路,电源两端电压U=7.5V,且保持不变,R为保护电阻, L为标有“6V 3W”的小灯泡,不考虑灯丝电阻随温度的变化。电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。闭合开关S后,要求灯L两端的电压不超过额定电压,且两电表的示数均不超过各自的量程,则关于保护电阻R和滑动变阻器允许接入电路的最大阻值R’下列说法正确的是:

A.当R<3Ω时,灯L两端的电压可能超过6V;

B.当R=3Ω时, R’不能超过10Ω ;

C.当R>3Ω 时, R’可以等于任何值;

D.无论R取什么值 , R’都等于10Ω .

20、在图9所示的电路中,A、B两点之间电压U保持不变,电路连接完好且使用的电表均为理想电表。当滑动变阻器的滑片P向右滑动时 :

A.电压表V和电流表A的示数之比不变; 1

B.电压表V和电流表A的示数之比不变; 2

C.电压表V示数的变化量和电流表A

示数变化量比值的绝对值1增大;

D.电压表V示数的变化量和电流表A

示数变化量比值的绝对值2不变.

10

参考答案

一、计算题

1、解析:由于电路变化大,所以在求解过程中,首先作出等效电路图,再根据电路特点,联系各量列方程求解。 答案:

(1)当S1闭合,S2,S3断开时,等效电路如图7所示,电压表示数为6V,恰好是电源电压,同时灯泡正常发光,此

时灯泡功率为额定功率, ①

图7

(2)当S1,S2合上,S3断开时,等效电路如图8所示,此时灯泡正常发光。

因为 故

,即

图8

(3)当S3闭合,S1,S2断开时,等效电路如图9所示,由于灯L及R2,R3串联,根据题目所给条件,联系串联电路的分压特点。

11

图9

因为,即

所以

,而此时又因为

,即 ③

即 ④

将③式代入④式得:

,代入②式得:

解得

(舍去),故

因为,故

由图可知

,解得

易错分析:求解电学综合题的思路很多,本题用常规按电路变化的顺序,列方程求解的方法,解本题的关键是按题目要求画出各种情况下对应的等效电路图,然后各个电路分步求解,思路明晰、清楚。

2、分析:该题属“照顾弱者”一类典型题,即为了二者都不损坏,在串联时要使通过它们的电流等于二者中额定电流较小的;在并联时要使它们两端电压等于二者中额定电压较小的。

12

解:

串联时(如图1甲) ∵

图1

并联时(如图1乙) ∵

3、(1)R灯=U额/P额=(6V)/3W=12Ω I额=P额/U额=3W/6V=0.5A

(2)当S闭合,S1、S2都断开时,灯L和滑动变阻器串联 U滑=U-U额=12V-6V=6V R滑=U滑/I额=6V/0.5A=12Ω

(3)闭合S、S1、S2时,R0与滑动变阻器并联

I=I额+1A=0.5A+1A=1.5A I滑=U/R滑=12V/12Ω=1A

13

22

R0=U/(I-I滑)=12V/(1.5A-1A)=24Ω

(4)闭合S、S1、S2,滑动变阻器的滑片调到b端时,整个电路消耗的功率最小 I最小=I0+IR=12V/24Ω+12V/18Ω=7/6A P最小=UI最小=12V×7/6A=14W

4、(1)电阻的阻值:

R=U/P= (12V)/18W=8Ω

通过电阻的电流:

I=U/R串=U/2R=12W(2×8Ω)=0.75A

电路通电5min产生的热量:

Q=IR串t=(0.75A)×2×8Ω×60×5s=2.7×10J

(2)2∶1; 图略(3)图略

5、(1)4V; (2)1.6W; (3)100Ω或4Ω.

6、(1)U1=IR1 1分 =0.5安×22欧=11伏 1分

(2)R2=U2/I2=(U-U1)/I 1分 =(12伏-11伏)/0.5安=2欧 1分

(3)①能; 1分 电流表量程为0~0.6安:

由I最大=0.6安, R最小=12伏/0.6安=20欧, 2322

R滑小=20欧-16欧=4欧; 1分 由U滑大=3伏, U1¢=U-U滑大=12伏-3伏=9伏,

I¢=U1¢/R0=9伏/16欧≈0.563安,

R滑大=U滑大/I¢=3伏/0.563安≈5.33欧, 1分 所以,滑动变阻器使用范围:4~5.33欧。

②R0的取值范围为15~20欧。

7、①断开S2和S3、闭合S1时,R1与R串联,P在最左端时电路有最大功率P大U/R1;当P 在最右端时,电路有最小功率P小U/(R1+R);

14 22

∴P大/ P小U/R1×(R1+R)/ U4/1

∴R11/3×R

∴即R1/R1/3

②当断开S1和S3、闭合S2时,P在a点时,R2和R 串联,IaU/(R2+1/4R), P在最右端时I右U/(R2+R)

∴Ia/I右U/(R2+1/4R)×(R2+R)/U2/1

∴R21/2R 即R2/R1/2。

③当S1、S2、S3都闭合时,R被短路,R1、R2并联,有 R总R1R2/(R1+R2)1/3R×1/2R÷(1/3R+1/2R)1/5R I总U/ R总6V÷1/5R1.25A

∴R24Ω

∴R11/3×R8Ω,R21/2R12Ω. 22

二、综合题

8

9、(1)若选“220V 10W

”,指示灯电路消耗功率若选“2.5V 0.75W”,指示灯电路消耗功率

若选“2V 10mA”发光二极管,指示灯电路消耗功率

根据计算结果,应选用发光二极管

串联电阻阻值

(2)电路连接如图答2所示。

15

10、提示 电阻R1和电阻R2并联后的总电阻

所以,电阻R1和电阻R2组成并联电路,其总电阻小于电阻R1小于电阻R2。

三、选择题11、C12、C 13、D 14、D15、D

四、实验,探究题

16、如图121所示,(1)测R1两端电压。

五、填空题

17、能;串联电路电流相等(其他正确均给分) 六、多项选择18、AD19、AB20、AD

16

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