【参考答案】
类型一
1.解:(1)根据I=U
R可得:R1的阻值 R1=U=4.5VI0.45A
=10 Ω。
(2)由电路图可知,电阻R1与R0并联,电流表测干路电流。 并联电路中干路电流等于各支路电流之和,即I=I1+IUU
0,即I=R+R, 0
1
代入数据得UU
R+10Ω=0.50 A①,
0
当用30 Ω的电阻R2替换R1,电流表的示数变为I=0.30 A,即I=UU
R+R,
0
2
代入数据得U+U
R030Ω
=0.30 A②,
联立①②解得U=3 V。
2.解:(1)由欧姆定律可得,电阻R的阻值R=U
R=
1VI0.2A
=5 Ω。
(2)电阻R与灯泡L串联,由串联电路电压规律可得,灯泡两端电压 UL=U-UR=3 V-1 V=2 V,
灯泡L的电功率PL=ULI=2 V×0.2 A=0.4 W。 3.解:(1)小灯泡正常发光时的电阻 RL=U2L(6V)
2
P=L
3W
=12 Ω。
(2)由题知,灯泡正常发光,则灯泡中电流 IPL=LU=3W
L
6V=0.5 A,
R中电流IR=I-IL=1.2 A-0.5 A=0.7 A, 10 s内电流通过R所做的功 W=UIt=6 V×0.7 A×10 s=42 J。
4.解:(1)此时电阻R1两端的电压U1=IR1=0.3 A×5 Ω=1.5 V。 (2)由题意可知,不损坏电路元件时的最大电流I大=1 A, 根据欧姆定律可知,电路最小总电阻R6V
总=UI=1A=6 Ω,
大
则滑动变阻器R2接入电路的最小阻值R2min=R总-R1=6 Ω-5 Ω=1 Ω。
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5.解:(1)由P=UI=可得,小灯泡的电阻RL=L=
R
PL
U2
U
2
(6V)3W
2
=12 Ω。
(2)由电路图可知,灯泡L与电阻R0并联,电流表测R0支路的电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡正常发光,
所以,此时电源电压U=UL=6 V, 则电流表的示数I0=R=10Ω=0.6 A。
0
U6V
(3)因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和, 所以,电路中的总电阻R=
R0RL
R0+RL10Ω+12Ω11
=
10Ω×12Ω60
= Ω,
U'2(3V)R
11
2
当电源电压调至3 V时,电路消耗的总功率P=类型二
=60=1.65 W。
Ω
1.解:(1)滑动变阻器参数“10 Ω 2 A”的含义是滑动变阻器的最大阻值为10 Ω,允许通过的最大电流为2 A,
则由I=可得,滑动变阻器两端允许加的最大电压U滑大=I大R滑大=2 A×10 Ω=20 V。
RU
(2)由图知,电阻R0与滑动变阻器R串联,由串联电路特点和欧姆定律可得两次电路中电流: I=
UR0+R
,I=
'
U
R0+R'
,
2
两次滑动变阻器消耗的功率相同,即PR=PR',根据P=IR可得:(R(R
0
U
0+R
)×R=(R
2
U
0+R'
)×R',代入数据得
2
)×2 Ω=(R+2Ω
U
2
0
)×8 Ω, +8Ω
U
2
解得R0=4 Ω。
2.解:(1)由图乙可知,滑动变阻器R消耗的最大功率为4 W。
(2)由图乙知,当I1=1 A时,滑动变阻器消耗的电功率最大,由P=IR得,此时滑动变阻器R的阻值 R=
P最大I
22
=
4W
2(1A)
=4 Ω。
(3)当滑动变阻器R接入的阻值为0时,电路中的电流最大,为I2=2 A, 电源电压U=I2R0=2 A×R0①,
当滑动变阻器R接入的阻值为4 Ω时,此时电路中的电流为I1=1 A, 电源电压U=I1(R0+R)=1 A×(R0+4 Ω)②,
联立①②解得:R0=4 Ω,U=8 V,由串联电路的电压特点和欧姆定律可得, 滑动变阻器R两端电压UR与电流表示数I的关系式为UR=U-IR0=8 V-4 Ω×I。 类型三
1.解:(1)由题意知,当开关S1、S3闭合,S2断开时,
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R1和R2被短路,只有灯泡L和电流表接入电路,电路中电流I1=0.26 A,由图乙可知此时灯泡L两端电压为5 V,即电源电压U=5 V。
5 min内电路消耗的电能W=UIt=5 V×0.26 A×5×60 s=390 J。 (2)当开关S2、S3闭合,S1断开时,只有R1和电流表接入电路, 由欧姆定律得R1=??=1.25??=4 Ω,
2
??5??当开关S3闭合,S1、S2断开时,R1、R2和灯泡L串联,电路中电流I3=0.2 A,由图乙可知,此时灯泡L两端电压UL=3 V,
R1两端电压U1=I3×R1=0.2 A×4 Ω=0.8 V,
由串联分压规律可知,R2两端电压U2=U-UL-U1=5 V-3 V-0.8 V=1.2 V, 则此时R2消耗的电功率P2=U2I3=1.2 V×0.2 A=0.24 W。
2.解:(1)由图甲可知,气敏电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测R1两端电压。
由图乙可知,当气体中酒精含量为0时,R1的阻值为50 Ω,当电压表示数为5 V时,R1消耗的电功率
??2(5??)P=??1=50??1
2
=0.5 W。
??5??(2)当电压表示数为5 V时,通过R1的电流I1=??1=50??=0.1 A,
1
因为R2与R1串联,所以通过R2的电流为I2=I1=0.1 A, R2两端的电压为U2=U总-U1=6 V-5 V=1 V, R2接入电路中的阻值R2=??2=0.1??=10 Ω。
2
??1??(3)当电流表示数I1'=0.2 A时,由U=I1'(R1'+R2)得,此时气敏电阻阻值 R1'=??'-R2=0.2??-10 Ω=20 Ω,
1
??6??由图乙可知,R1的阻值随气体中酒精含量减小而增大,当R1=10 Ω时,气体中酒精含量为80 mg/100 mL,则当R1'=20 Ω时,气体中酒精含量大于0且小于80 mg/100 mL,故此驾驶员为酒驾。 3.解:(1)由题中数据知,小灯泡的额定功率 P额=U额I额=4 V×0.5 A=2 W。
(2)只闭合开关S、S1时,定值电阻R2和滑动变阻器R1串联,电压表测量滑动变阻器R1两端的电压,电流表测电路中的电流。由串联电路的电压特点和欧姆定律可得,电源电压U=U1+IR2,在图(b)中取两组数据代入公式,可得:
U=3.0 V+0.2 A×R2①, U=1.0 V+0.4 A×R2②,
联立①②解得,电源电压U=5 V,定值电阻R2=10 Ω。
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(3)只闭合开关S和S2,灯泡L和滑动变阻器R1串联,电压表测量滑动变阻器R1两端的电压,电流表测电路中的电流。由串联电路的分压规律可知,当电压表示数最大,为3 V时,R1接入电路的电阻最大,此时小灯泡两端电压为UL=U-U1大=5 V-3 V=2 V,由图(c)可知此时电路中电流最小,为I
最小
=0.4 A,则R1接入电路的最大电阻
??1大=????1大
最小
=
3??0.4??=7.5 Ω;灯泡L正常工作时的电流I额=0.5 A<0.6 A(电流表安全),则此时电路中电流最大,灯
额
泡两端的电压为4 V,此时滑动变阻器两端的电压U1小=U-U
??1小
额
=5 V-4 V=1 V,则R1接入电路的最小电阻R1小
=??=0.5??=2 Ω,所以R1允许接入电路的取值范围是2~7.5 Ω。 类型四
1.解:(1)电热水壶的额定电流I=??=220??≈4.5 A。 (2)电热水壶静止放在水平桌面上对桌面的压强p===3
1????1000??????????0.6????×10??/????==300 Pa。 2??????0.02??5
(3)水至少吸收热量Q=c水mΔt=4.2×10 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃-20 ℃)=3.36×10 J。 (4)需要的时间
????3.36×105??t=??=??=1000??=336 s。
2.解:(1)装入水后,水壶的总重力G总=G壶+G水=G壶+m水g=5 N+1 kg×10 N/kg=15 N;
水平桌面上水壶对桌面的压力等于其总重力,即F=G总=15 N,由p=??得,水壶对桌面的压强p=??=Pa。
(2)将水烧开水所吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×10 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃-20 ℃)=3.36×10 J。 (3)因不计热量损失,则根据W=Pt得,将水烧开所需时间t时===
P
P
WQ吸3.36×105J
1000W
3
5
????15??200×10-4??2=750
=336 s。
3.解:(1)由电路图可知,闭合开关S、断开S1时,电路为R1的简单电路,此时电阻较大(大于并联时的总电阻),由P=可知电饭锅的功率较小,处于低温挡,
RU2
由P=UI可知,通过R1的电流: I1=
P低温440WU
=
220V
=2 A。
(2)由电路图可知,闭合开关S、S1时,R1与R2并联,此时电阻较小,电饭锅的功率较大,处于高温挡, 因电路中总功率等于各电热丝电功率之和,则电热丝R2的电功率 P2=P高温-P低温=1100 W-440 W=660 W, 由P=R可得,电热丝R2的电阻 R2=P= U2
(220V)660W
2
U2
≈73.3 Ω。
(3)由题知,该电饭锅在煮饭时采用“高温”和“低温”两种方式交替加热,
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