人教出版初级中学物理电学难题及解析(精彩编辑).doc

^` 35．如图25所示电路，电源两端电压保持不变。当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P移到A端时，R3的电功率为P3，电流表的示数为I1；当开关S1断开、S2闭合时，R3的电功率为P3’，电流表的示数为I2。已知P3:P3’ = 9:25， （1）求电流表的示数I1与I2的比值。 （2）当开关S1、S2都断开，滑动变阻器的滑片P在中间某位置C时，变阻器接入电路的电阻为Rc，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，已知U1:U2=3:2，Rc的电功率为10Ｗ，这时R3的电功率为P。通过闭合或断开开关及移动滑动变阻器的滑片，会形成不同的电路，电路消耗的最大功率与电路消耗的最小功率之比为3:1。求R3的电功率P。 解: (1)当开关S1闭合、S2断开，变阻器的滑片移到B端时，等效电路如图甲所示；当开关S1断开、S2闭合时，等效电路如图乙所示。 （2）当开关S1、S2都断开，变阻器的滑片在C点时，等效电路如图丙所示。 ∵ ∴ ∴3R1+3 RC = 2R３+2R1 2R３ = R1+3 RC…………………………① 电源两端电压一定，在甲、乙电路中，根据U=IR I1（R３+RB）= I2（R３+R1） 3RB = 2R３+5R1…………………………② 电路消耗功率最大应为开关S1、S2都闭合，只有R3接入。消耗功率最小应为R3、R1、滑动变阻器RB全部串联接入电路。 ∵电路总电压U一定 ∴＝＝ 2R3 = R1+RB …………………….……③ 根据①②③式，可得：R3＝2RC 在丙电路中，电流一定， P = 2PC = 210Ｗ = 20Ｗ 1分 1分 1分 1分 1分 1分 1分 用其它方法解题，过程结论正确给分。  40. 如图19所示电路电源两端电压恒定，定值电阻R1＝15W，忽略灯丝电阻值RL随温度的变化。只断开开关S3时，电流表的示数为I；只闭合开关S2时，电压表示数为U1，电流表的示数为I1＝0.4A；只断开开关S1，并把电阻箱R2接入电路的电阻值调整为原来的一半时，电压表的示数为U2，电流表的示数为I 2。若U1∶U2＝7∶10，I∶I 2＝2∶1。 求：（1）灯泡L的电阻； （2）在上面的三个电路状态中，电路消耗的最大电功率。 图19 40．解：只断开关S3，电流表的示数为I，等效电路如图7甲所示； 　 只闭合开关S2，电流表的示数为I1，等效电路如图7乙所示； 只断开开关S1，电阻箱接入电路的电阻为原来的一半，等效电路如图7丙所示 U R1 R2 U I U1 R1 R2 U I2 RL I1 RL 甲 乙 丙 ∵= 即= ∴图乙中=； =……① ……… 1分 又∵= ∴=……② 则得：=； 则=； R2=6Ω…………1分 将R2=6Ω代入①式得：RL=9Ω …………2分 由图乙：U＝I ( R1＋R2＋RL)＝0.4A(15W＋6W＋9W)＝12V …………1分 （2）根据P= 电路中总电压不变，所以当电路中电阻最小时，电功率最大 由甲、乙、两三图分析，图甲电功率最大 P===16W …………2分 注：三个电路全对给1分  R1 R2 S1 S2 P 图19 38．某校的同学们在研究电路消耗的电功率与电阻的关系时设计了如图19所示的电路，滑动变阻器的最大阻值为R３。当滑动变阻器的滑片P置于最左端时，只闭合开关S1，滑动变阻器的功率为P3，电压表的示数为U1，电路中的电流为I1；当滑动变阻器的滑片P置于最左端时，只闭合开关S2时，滑动变阻器的功率为P3′，电压表的示数为U2，电路中的电流为I2，此时电路的总电功率为4 W。已知， ，电路中电源两端电压保持不变。（6分） （1）求I1 与I2 之比 （2）请你计算出电阻R1与电阻R2的比值。 （3）请你回答：如何通过开关的断开与闭合以及滑动变阻器滑片位置的改变，使整个电路消耗的总电功率最大；并请你计算出这个总电功率。 38．解： （1）滑动变阻器的滑片P置于最左端时，只闭合开关S1；等效电路如图（甲）所示 （2）滑动变阻器的滑片P置于最左端时，只闭合开关S2；等效电路如图（乙）所示 （3）滑动变阻器的滑片P置于最右端时，开关S1、S2都闭合；等效电路如图（丙）所示，电路消耗的电功率达到最大值P。 ---------------------------------------------------------------（三个电路图正确1分） 由图甲、图乙得： ∵= ∴= ----------------------1分 ∵= ∴= ----------------------1分 U一定：== R３=2 R2－3 R1 ∴R３=5R1 -------------------------------------------------------------------------1分 由图（乙）（丙）U一定： P=P1+P2===45W--------------------2分 38．如图25所示电路，设电源电压不变，灯丝电阻不随温度变化。当只闭合开关S1时， 电流表的示数是I1。当只闭合开关S2时，电流表的示数是I2。当断开S1 、S2时，电流 图25 R1 R2 S1 L S2 V V1 V2 V 表的示数是I3，电压表V1、V2示数之比为2:1，此时RL消耗的电功率为0.24W；当开 关S1、S2闭合时，灯L正常发光， 电流表的示数为I4。已知I1:I2 =2:1， 求：(1) 电阻R1与R2之比； (2) 电流I3与I4之比； (3) 灯L的额定功率。 38 I1 图①（甲） R2 解：S1闭合，电路如图①， I2 图②（甲） S2闭合，电路如图②， S1、S2断开，电路如图③， I3 R1 PL=0.24W RL 图③（甲） U2 U1 R2 I4 RL 图④（甲） R1 R2 S1、S2闭合，电路如图④， （1）由图①、②、③，有 ∴ （2）由图③④得： （3） 说明：其它方法正确给分。 1 1 2 2 1