8. [2014·淮安质检]如图所示的电路中,灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的。现在突然灯泡A比原来变暗了些,灯泡B比原来变亮了些,则电路中出现的故障可能是( )
A. R3断路 B. R2断路 C. R1短路 D. R1、R2同时短路 答案:B
解析:若R3断路,则总电阻增大,电流减小,A、B灯都变暗,选项A错误;若R2断路,总电阻变大,总电流I变小,路端电压U外增大,I3变大,IA=I-I3,IA变小,A灯变暗,
UB=U外-UA-U1,UB变大,B灯变亮,选项B正确;若R1短路,使总电阻减小,总电流增大,U外减小,流过R3的电流减小,流过A灯电流增大,A灯变亮,选项C错误;若R1、R2同时
短路,则B灯熄灭,选项D错误。
9. [2015·济宁高二检测]如图所示的电路中,电源的电动势E=12 V,内阻未知,R1
=8 Ω,R2=1.5 Ω,L为规格“3 V 3 W”的灯泡,开关S断开时,灯泡恰好正常发光。(不考虑温度对灯泡电阻的影响)试求:
(1)灯泡的额定电流和灯丝电阻; (2)电源的内阻;
(3)开关S闭合时,灯泡实际消耗的功率。 答案:(1)1 A 3 Ω (2)1 Ω (3)0.48 W 解析:(1)灯泡的额定电流
P03
I0== A=1 A,
U03
2
U230
灯丝电阻RL== Ω=3 Ω;
P03
(2)断开S时,灯L正常发光,即I1=I0, 根据闭合电路的欧姆定律
E=I0(R1+RL+r)
E12
r=-(R1+RL)= Ω-(8+3) Ω=1 Ω; I01
(3)闭合S时,设外电路总电阻为R外
RL·R2R外=+R1=9 Ω,
RL+R2
设干路电流为I总,则
EI总==1.2 A,
R外+r灯泡两端的电压
RL·R2
UL=I总·=1.2 V,
RL+R2
U2L
灯泡的实际功率PL==0.48 W。
RL
10. [2014·连云港高二检测]如图所示的电路中,电源电动势E=10 V,电阻R1=2.5 Ω,
R2=3 Ω,当电阻箱Rx调到3 Ω时,电流表的示数为2 A。(电流表为理想电流表)求:
(1)电源的内电阻;
(2)调节电阻箱,使电流表的示数为1.6 A,计算电阻R2消耗的电功率。 答案:(1)1 Ω (2)6.45 W
解析:(1)当电阻箱Rx调到3 Ω时,外电阻的混联值
R2RxR=R1+=4 Ω,
R2+Rx由闭合电路的欧姆定律I=
ER+r得电源的内电阻
E10
r=-R= Ω-4 Ω=1 Ω; I2
(2)当电流表的示数为1.6 A时,电阻R2两端的电压
U=E-I′(R1+r)=10 V-1.6×(2.5+1) V=4.4 V。
故电阻R2消耗的电功率
U24.42P== W≈6.45 W。 R23
11. 在如图所示的电路中,电源电动势E=3.0 V,内电阻r=1.0 Ω;电阻R1=10 Ω,
R2=10 Ω,R3=30 Ω,R4=35 Ω;电容器的电容C=100 μF,电容器原来不带电。求接通
开关S后流过R4的总电荷量。
答案:2.0×10 C
解析:由电阻的串、并联公式得闭合电路的总电阻R总=得通过电源的电流I=
-4
R1R2+R3
+r,由欧姆定律
R1+R2+R3
ER3,电源的路端电压U=E-Ir,R3两端的电压U′=U。通过R4R总R2+R3
的总电荷量就是电容器的电荷量Q=CU′。
由以上各式并代入数据解得Q=2.0×10 C。
-4
12. 如图所示,电源内阻r=1 Ω,R1=2 Ω,R2=6 Ω,灯L上标有“3 V 1.5 W”的字样,当滑动变阻器R3的滑片P移到最右端时,电流表示数为1 A,灯L恰能正常发光。
(1)求电源的电动势;
(2)求当P移到最左端时,电流表的示数;
(3)当滑动变阻器的Pb段电阻为多大时,变阻器R3上消耗的功率最大?最大值为多大? 答案:(1)6 V (2)2 A (3)2 Ω 2 W
解析:(1)滑动变阻器的滑片P移到最右端时,电源的电动势E=UL+IR1+Ir=3 V+1×2 V+1×1 V=6 V。
(2)当P移到最左端时,由闭合电路欧姆定律,I=
ER1+r=2 A。
(3)设滑动变阻器的Pb段电阻为R3,R3与RL并联等效电阻
R3·RLR3L=
R3+RL
由闭合电路欧姆定律,
EI=,又U3=IR3L R1+r+R3LU216R33
所以P3==2 R3R3+4R3+4
=
16R316
=2
R3-+8R3R3-
2
R3
+8
当R3=2 Ω时变阻器R3上消耗的功率最大,且最大值为2 W。
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