题目内容

如图所示电路，电源两端的电压保持不变。R1是定值电阻，其阻值是6Ω，R2是滑动变阻器，小灯泡L的铭牌上标有“6V  3W”。当闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P在a端时，灯泡恰好正常发光，此时定值电阻的功率是P1＝1.5W；调节滑片P的位置使其位于b点时，灯泡的实际功率是PL/，定值电阻的功率是P1/，滑动变阻器的功率是Pb；再调节滑片P的位置使其位于c点时，灯泡的实际功率是PL//，定值电阻的功率是P1//，滑动变阻器的功率是Pc。
已知 P1/∶P1//∶P1＝16∶4∶25，PL/∶PL// =8∶1，Pb∶Pc＝13∶17。

求：⑴电源两端的电压，滑动变阻器分别在a端、b点、c点时电路中的电流Ia、Ib、Ic；
⑵滑动变阻器滑片P在b点和c点时，接入电路的电阻阻值Rb、Rc；
⑶灯泡的实际功率PL/和PL//各是多少。（6分）
⑴9V；0.5A；0.4A；0.2A⑵6.5Ω；34Ω⑶1.6W；0.2W

试题分析：
⑴当滑动变阻器的滑片P位于a端时，小灯泡L与定值电阻R 1串联，其等效电路如图所示
灯泡正常发光，其两端电压UL =6V，功率PL =3W
根据P =U·I，I a=PL/UL ="3W/6V" =0.5A
R 1两端电压U 1 =P1/Ia ="1.5W/0.5A" =3V
根据欧姆定律, I=U /R ,
此时灯丝的电阻R L= UL/Ia =6V/0.5A=12Ω         1分
电源两端的电压U = UL＋U 1 =6V＋3V =9V           1分
当滑动变阻器的滑片P位于b点、c点时，小灯泡L、滑动变阻器与定值电阻R 1串联，其等效电路分别如图所示
   
根据P =I2·R，
P1/∶P1//∶P1＝（I b2·R1）∶（I c2·R1）∶（I a2·R1）= I b2∶I c2∶I a2 =16∶4∶25
I b= 4 I a/5 =4×0.5A/5 =0.4A   
I c= 2 I a/5 =2×0.5A/5 =0.2A                            1分
⑵根据P =I2·R, PL/∶PL// =（ I b2·RL/）∶（I c2·RL//）= 8∶1
[(0.4A)2·RL/]∶[(0.2A)2·R L// ]=8∶1
得到: RL/ =2 RL//  ①
由Pb∶Pc＝（I b2·Rb）∶（I c2·Rc）= 13∶17,
[(0.4A)2·Rb]∶[(0.2A)2·R c ]=13∶1
得到: Rb=13 R c/68 ②
根据欧姆定律和串联电路特点, I b=   I c=
RL/＋6Ω＋Rb ="9V/(0.4A)" =22.5Ω , RL/＋Rb = 16.5Ω  ③
RL//＋6Ω＋Rc ="9V/(0.2A)" =45Ω , RL//＋Rc = 39Ω ④
由①②③④四式联立,解出
Rb = 6.5Ω, Rc = 34Ω ,                        1分
RL/ = 10Ω , RL// = 5Ω                         1分
⑶
PL/= I b2·RL/ =(0.4A)2×10Ω =1.6W
PL//= I c2·RL// =(0.2A)2×5Ω =0.2W              1分
不画等效电路图累积扣1分。其他解法正确，均可给分。
点评：解答本题应明确以下几点：（1）正常工作时电压和功率即为额定电压和额定功率；
（2）根据已知功率比值列出包含所求物理量的关系式，然后逐个解答，本题是一道很难的题目；
（3）本题中需注意灯泡的阻值是变化的．
练习册系列答案
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10秒内通过某导体横截面的电荷量为3库，通过它的电流为　_________　安，若该导体两端电压为3伏，其电阻为　_________　欧，这段时间内，电流做功为　_________　焦．
在图所示电路中，电源电压为9V且保持不变，小灯泡L的额定电流是0.3A且灯丝电阻保持不变，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器。当开关S1、S2断开，S3闭合，滑动变阻器的滑片位于a点时（图中没有标出a、b、c三点的具体位置），小灯泡正常发光，R1和R2消耗的电功率分别是P1a和P2a；当开关S1、S2断开，S3闭合，滑动变阻器的滑片位于b点时，R1和R2消耗的电功率分别是P1b和P2b；当开关S1、S2闭合，S3断开，滑动变阻器的滑片位于c点时，R1和R2消耗的电功率分别是P1c和P2c，电路的总功率是10.8W。若P1a∶P1b∶P1c =9∶4∶81，P2b∶P2c =2∶9。求：

（1）定值电阻R1和小灯泡灯丝的阻值；
（2）滑片位于变阻器a、b和c点时接入电路的电阻值各多大；
（3）滑片位于变阻器c点时，电路在1h内所消耗的电能。
在如图所示的电路中，电源电压为8V，滑动变阻器R2的最大阻值为60Ω，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~15V。求（注：求解时画出相应的等效电路图）：

（1）只闭合开关S1时，电流表示数为0.2A。则R1为多少？
（2）只闭合开关S2时，电压表示数为3.8V，此时小灯泡L正常发光。则小灯泡L的额定功率PL额为多少？
（3）开关S1、S2、S3都闭合时，为保证各电路元件安全使用，则滑动变阻器R2的可调范围和电流表相应的变化范围分别是多少？
阅读短文，回答问题：
如图甲是一种可调温蒸汽电熨斗，其说明书的部分内容如下：

产品特点：
具有干湿两用功能．干用功能是指在无水状态下，通过电加热管加热底板，底板温度上升，直接压烫衣物；湿用功能是指在蒸汽状态下熨烫．自动恒温设置．针对不同面料可调节底板温度．
技术参数：
自身质量：1.3kg  额定功率：1000W 额定电压：220V  
在额定电压下工作时能达到的最大喷气量：15g/min 
（1）某师傅在用熨斗干烫衣服时，用了19N向下的力压熨斗，如果熨斗底板与衣服接触的面积为160 cm2，在此过程中，衣服受到的压强为             Pa．（g取10 N/kg）
（2）用熨斗汽烫前先预热，使金属底板的温度从20℃升高到220℃，温控开关自动断开．已知金属底板的质量为1kg，金属底板的比热容为0.46×103J/（kg?℃）．则蒸汽电熨斗预热过程中金属底板吸收的热量为           J．
（3）设计生产电熨斗时，技术人员会根据不同部分的作用选用具有不同物理属性的材料．“水位观察窗”选用的材料应具有很好的         （选填“硬度”、“延展性”或“透明度”）；用熨斗汽烫时，可以看到熨斗底板蒸汽口的周围有大量“白雾”，这是因为水先    后    （上两格均填物态变化名称）形成的小水珠；某次使用时发现从蒸汽口喷出的是水柱而不是“白雾”，请你猜想可能的原因是          ．
（4）若某次使用中，该电熨斗（额定电压下）在最大喷气量状态下工作时消耗的电能中只有70%被水吸收，则该状态下每克水喷出前吸收的热量是        J．

（5）如图乙所示为自动调温电熨斗的电路图．右下方为温控部分，A为双金属片，由两层不同金属粘合而成，受热时二者膨胀的快慢不同．在未通电和低于预定温度时，双金属片A和静片B上的触点接通，指示灯L亮，电热丝R发热，当温度达到预定温度时，由于双金属片的金属层       （填“a”或“b”）膨胀较快，向左弯曲，电路断开，如图丙所示．调节调温旋钮C，使静片向左时，调温电熨斗的预定温度值将变______（选填“高”、“低”）．
如图所示电路，电源两端电压一定。当开关S1闭合，S2断开，滑动变阻器接入电路的电阻为Ra时，通过电阻Ra的电流为I1，电阻R1和电阻R2消耗的功率之和P1＝
12W，电压表示数为U1；当开关S1 S2都闭合，滑动变阻器接入电路的电阻为Rb时，通过电阻Rb的电流为I2，滑动变阻器消耗的功率Pb＝6W，电压表V的示数为U2。已知U1=5U2且3R1=2R2。求：
 
（1）电流I1和I2的比值；
（2）电阻Ra和Rb的比值；
（3）开关S1 S2均闭合时，滑动变阻器接入电路的电阻为Ra时消耗的功率Pa 。
明明家最近在装修新房子, 卫生间里准备装一种电热水器, 目前市面上有两种电热水器供家中选择, 一种是传统的预热式电热水器, 如图甲，其部分参数如表。另一种是即热式电热水器,如图乙，它没有储水箱，体积小巧。冷水进入热水器后，分4～6路被大功率电热管加热，然后再汇合成一路从出水喷头流出，随着温度设定及出水量的不同，加热功率可从4000W～7000W变化。它较传统的热水器优点在于：即开即热；不开不加热，节能；且加热效率高达96%以上。请解答：
      
图甲：预热式电热水器                   图乙：即热式电热水器    
                                                               
（1）一般情况下，热水淋浴要求水温升高30℃，请计算预热式电热水器装满水后，正常工作将水加热到可以淋浴的温度，水需要吸收多少Ｊ的热量？如电加热效率为90%，需要通电加热多长时间？
（2）即热式电热水器的额定电压也是220V，请计算它在加热水达到最大功率时，家庭电路干路中增加的电流是多少Ａ？（精确到0.1A）
（3）明明调查发现他家房子电能表、空气开关、墙内导线的相关参数分别为“220V 40A”、“220V 30A”、“220V 40A”。请分析他家能否安装这种即热式电热水器。若不能，还想安装如何解决。
如图为冬天人们常用的一种电热暖手宝，其内部液体通常采用水，这是利用水的    的属性，使保暖时间更长．当袋内0.5kg的水由0℃加热至80℃，需要吸收的热量为     J，该电热暖手宝正常工作时功率为600W，不计热量损失，产生这些热量需要的时间为    秒．为了使用时更加安全，它的内部采用了双重温控保护开关，两个温控开关是       （串联/并联）起来使用的。
如图甲所示为某型号汽车的自动测定油箱内油量的电路原理图，其中电源两端的电压恒为24V，R0为定值电阻，A为油量指示表（一只量程为0～0.6A的电流表），Rx为压敏电阻，它的上表面受力面积为10cm2，其阻值与所受压力的对应关系如图乙所示。油箱的上下两部分皆为长方体形状，下半部分的横截面积为、20dm2，高为2dm，上半部分的横截面积为10dm2，油箱加满油时油的总体积为60dm3。当油箱装满油时，油量指示表的示数如图丙所示。已知：ρ汽油＝0.7×103kg／m3，取g=10N／kg。

1．当油箱内汽油用完时，油量指示表的指针指向某一位置，求此位置所对应的电流值是多少；
2．若汽车在高速公路匀速行驶400km，油量表由满刻度指向满刻度的位置，求该汽车每行驶100km消耗汽油多少升；
3．在上面第（2）问所述的行驶过程中发现，油量表的示数在开始运动的一段时间内变化较快，而后来一段时间内变化较慢，请解释其中的原因。

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