如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,定值電阻R1=20Ω.只閉合開關(guān)S1時(shí),燈L正常發(fā)光;只閉合開關(guān)S3時(shí),燈L的實(shí)際功率為其額定功率的(忽略溫度對燈電阻的影響),R1消耗的功率為P1,R2消耗的功率為0.9W; S2、S3都閉合時(shí),R1消耗的功率為P1′,已知:P1:P1′=1:4.求:
(1)燈的電阻RL;
(2)電源兩端的電壓U;
(3)改變?nèi)齻€(gè)開關(guān)的狀態(tài),在電流表示數(shù)不為零的條件下,通過電流表的最大電流與最小電流的之比.

【答案】分析:先畫出三種情況的等效電路圖.
(1)根據(jù)P=I2R分別表示出圖1和圖2中燈泡的電功率結(jié)合燈L的實(shí)際功率為其額定功率的得出兩電路圖中電流關(guān)系,再根據(jù)P=I2R分別表示出圖2和圖3中R1消耗的功率結(jié)合P1:P1′=1:4即可求出兩電路中的電流關(guān)系,進(jìn)一步可得圖1和圖3中的電流關(guān)系,根據(jù)歐姆定律結(jié)合電源的電壓不變即可求出燈泡的電阻;
(2)根據(jù)歐姆定律和電阻的串聯(lián)特點(diǎn)結(jié)合串聯(lián)電路的特點(diǎn)表示出圖1和圖2中電源的電壓即可得出R2的阻值,根據(jù)電阻的串聯(lián)特點(diǎn)和歐姆定律表示出圖2中的電流,根據(jù)P=I2R表示出圖2中R2消耗的功率結(jié)合電阻關(guān)系即可求出電源的電壓;
(3)當(dāng)S2、S3都閉合時(shí),電路為R1的簡單電路,電流表測電路中的電流,此時(shí)電流表的示數(shù)最小,根據(jù)歐姆定律求出其大�。划�(dāng)S1、S3都閉合時(shí),燈泡與電阻R2并聯(lián),電流表測R2支路的電流,此時(shí)電流表的示數(shù)最大,根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律求出電流表的示數(shù),進(jìn)一步求出通過電流表的最大電流與最小電流的之比.
解答:解:只閉合開關(guān)S1時(shí),等效電路圖如圖1所示;只閉合開關(guān)S3時(shí),等效電路圖如圖2所示; S2、S3都閉合時(shí),等效電路圖如圖3所示.

(1)圖1和圖2中,
∵P=I2R,且PL額=PL
==16,
解得:=
圖2和圖3中,
==
解得:=,
=,
∵電源的電壓不變,
==
解得:RL=R1=×20Ω=10Ω;
(2)圖1和圖2中,
∵電源的電壓不變,
==,即=,
解得:R2=10Ω,
圖2中的電流I2===
R2消耗的功率:
P2=I22R2=(2×10Ω=0.9W,
解得:U=12V;
(3)圖3中電流表的示數(shù)最小,最小為:
IA===0.6A,
當(dāng)S1、S3都閉合時(shí),等效電路圖如圖4所示,此時(shí)電流表的示數(shù)最大,

∵并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,
∴電流表的最大示數(shù):
IA′=+==1.2A+1.6A=1.8A,
∴在電流表示數(shù)不為零的條件下,通過電流表的最大電流與最小電流的之比:
IA′:IA=1.8A:0.6A=3:1.
答:(1)燈的電阻為10Ω;
(2)電源兩端的電壓為12V;
(3)改變?nèi)齻€(gè)開關(guān)的狀態(tài),在電流表示數(shù)不為零的條件下,通過電流表的最大電流與最小電流的之比為3:1.
點(diǎn)評:本題考查了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點(diǎn)以及歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用,關(guān)鍵是畫出三種情況的等效電路圖和利用好燈泡實(shí)際功率與額定功率、電阻R1消耗電功率之間的關(guān)系,難點(diǎn)是根據(jù)開關(guān)的閉合、斷開時(shí)判斷出電流表有示數(shù)時(shí)最大與最小電流.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來源: 題型:

在如圖所示的電路中,用電壓表、電流表測電阻Rx的阻值:
(1)將實(shí)驗(yàn)電路補(bǔ)畫完整.
精英家教網(wǎng)
(2)當(dāng)滑片移到某一位置時(shí),電壓表、電流表的示數(shù)如圖所示,則Rx的阻值為
 
Ω;
精英家教網(wǎng)
(3)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中,不小心將滑動變阻器損壞(不能使用)了,一時(shí)又找不到其他變阻器.如果不用滑動變阻器,可能對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響是
 

你能否利用身邊的物品代替滑動變阻器完成該實(shí)驗(yàn),說出你的做法:
 

(4)在測出電阻值后,該同學(xué)繼續(xù)實(shí)驗(yàn)--研究導(dǎo)體中電流跟電阻的關(guān)系(滑動變阻器完好).他觀察電表指針在某一合適的位置,取下Rx,換上另一較大電阻R0,下一步的操作是
 
,目的是
 

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科目:初中物理 來源: 題型:

(2013?順義區(qū)一模)在如圖所示的電路中,電源兩端電壓不變.當(dāng)只閉合開關(guān)S1且滑動變阻器R3接入電路電阻值最大時(shí),電壓表的示數(shù)為3.6V,滑動變阻器消耗的電功率為1.44W,電阻R1消耗的電功率為P1.當(dāng)只閉合開關(guān)S2且滑動變阻器R3的滑片P在中點(diǎn)時(shí),電壓表示數(shù)為4.5V,電阻R2消耗的電功率為P2.若P1:P2=8:15,則電阻R2在1min40s內(nèi)所消耗的電能為
270
270
J.

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科目:初中物理 來源: 題型:

如圖所示的電路中,電源電壓為12伏,S斷開時(shí),A2表的示數(shù)為0.3安;S閉合時(shí),A2表的示數(shù)為0.4安,這時(shí)A1表的示數(shù)為
0.4
0.4
安,L1中的電流為
0
0
安,L1的電阻值為
10
10
歐.

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科目:初中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)在如圖所示的電路中,電源電壓為20伏不變,當(dāng)S閉合,滑動變阻器的滑片由左向右滑動時(shí),三個(gè)電表示數(shù)的變化情況是( �。�

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科目:初中物理 來源:2013年山東省臨沂市高級中等學(xué)校招生考試物理 題型:013

如圖所示的電路中.電飯電壓保持不變,閉合開關(guān)S后

[  ]

A.電壓表的示數(shù)變大

B.電流表的示數(shù)變大

C.電路中的總電阻變大

D.電路消耗的總功率變小

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