题目内容
【题目】在学习了电学知识后,同学们尝试“设计电路和编制习题”,老师提供了以下器材:电源、两个“12V 18W”的电阻和若干开关、导线.
(1)小虎第一个完成设计,他设计的电路如图所示.他编制的试题是:“在如图a所示的电路中,闭合开关S1 , 通电5min产生多少热量?”请你解答此题;
(2)小华思考一会儿,设计了能提供两种功率工作的电路.编制的试题是:“在小虎设计的电路上再加一个开关,使电路能以两种功率工作,其大、小功率之比是 . ”
请你在图a中完成小华的设计 , 并将电路大、小功率之比填入空格中.
(3)小明经过认真思考后,用了三个开关,设计了能提供三种功率工作的电路.请你在图b的方框内,画出小明所设计的电路图.
【答案】
(1)解:已知:U=12V,P=18W,t=5min
解:(1)电阻的阻值:
R= =
=8Ω
通过电阻的电流:
I= =0.75A
电路通电5min产生的热量:
Q=I2R串t=(0.75A)2×2×8Ω×60s×5=2.7×103J
(2)2:1;
(3)解:
【解析】(2)如图所示: 使开关S2与R2并联,当开关S2闭合时电路中的功率为:
当开关S2断开时,电路中的功率为:
所以P1:P2=2:1;(3)如图所示:
【考点精析】关于本题考查的欧姆定律及其应用和电功率的计算公式,需要了解欧姆定律的应用: ① 同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大.(R=U/I) ② 当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小.(I=U/R) ③ 当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大.(U=IR);计算电功率公式:P =W/t ;P=UI ; 式中单位P→瓦(w);W→焦;t→秒;U→伏(V);I→安(A)计算电功率还可用公式:P=I2R和P= U2/R才能得出正确答案.
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