如图所示.电源电压U保持不变.灯泡L标有“6V 3W 字样．当开关S1.S2都闭合.滑片P移到最左端时.电流表的示数为I.电压表V1.V2和V3的示数分别为U1.U2和U3.R1消耗的功率为P1.电路消耗的总功率为P,当开关S1闭合.S2断开.滑片P移到最右端时.电流表的示数为I′.电压表V1.V2和V3的示数分别为U1′.U2′和U3′.R1消耗的功率为P1′.电路消耗� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

15．

如图所示，电源电压U保持不变，灯泡L标有“6V 3W”字样．当开关S₁，S₂都闭合，滑片P移到最左端时，电流表的示数为I，电压表V₁、V₂和V₃的示数分别为U₁、U₂和U₃，R1消耗的功率为P₁，电路消耗的总功率为P；当开关S₁闭合，S₂断开，滑片P移到最右端时，电流表的示数为I′，电压表V₁、V₂和V₃的示数分别为U₁′、U₂′和U₃′，R₁消耗的功率为P₁′，电路消耗的总功率为P′．此时灯泡L恰好正常发光．已知U₁：U₃=2：3，U₁′：U₃′=5：2．下列表达式不正确的是（　　）

	A．	$\frac{{U}_{3}}{U}$=$\frac{3}{5}$，$\frac{{P}_{1}}{P{′}_{1}}$=$\frac{2}{3}$		B．	$\frac{{U}_{3}}{U{′}_{3}}$=$\frac{3}{2}$，$\frac{{P}_{1}}{P}$=$\frac{2}{5}$
	C．	$\frac{{U}_{1}}{U{′}_{1}}$=$\frac{2}{5}$，$\frac{P{′}_{1}}{P′}$=$\frac{3}{5}$		D．	$\frac{U}{U{′}_{1}}$=$\frac{1}{1}$，$\frac{I}{I′}$=$\frac{2}{3}$

分析当开关S₁，S₂都闭合，滑片P移到最左端时，R₁、R₂串联，已知电流表的示数为I，电压表V₁、V₂和V₃的示数分别为U₁、U₂和U₃，R1消耗的功率为P₁，电路消耗的总功率为P，根据欧姆定律和电功率的有关公式分析解答；当开关S₁闭合，S₂断开，滑片P移到最右端时，小灯泡L与R₁串联，电流表的示数为I′，电压表V₁、V₂和V₃的示数分别为U₁′、U₂′和U₃′，R₁消耗的功率为P₁′，电路消耗的总功率为P′，此时灯泡L恰好正常发光，小灯泡两端的电压就是6V，可求此时电流，已知U₁：U₃=2：3，U₁′：U₃′=5：2，结合欧姆定律和电功率的有关公式分析解答．

解答解：当开关S₁，S₂都闭合，滑片P移到最左端时，R₁、R₂串联，
已知电流表的示数为I，由欧姆定律，I=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$；
电压表V₁、V₂和V₃的示数分别为U₁、U₂和U₃，电压表V₁测R₁的电压，U₁=IR₁=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$×R₁；
电压表V₂测R₂的电压，U₂=IR₂=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$×R₂；
由于L被短路，电压表V₃测R₂的电压；U₃=U₂；
由已知U₁：U₃=2：3，所以U₁：U₂=2：3，R₁：R₂=2：3，
电源电压，U=U₁+U₂=2U₀+3U₀=5U₀；
所以$\frac{{U}_{3}}{U}$=$\frac{3{U}_{0}}{5{U}_{0}}$=$\frac{3}{5}$；
R₁消耗的功率为P₁，P₁=I²R₁，
电路消耗的总功率为P，P=I²（R₁+R₂）；
当开关S₁闭合，S₂断开，滑片P移到最右端时，小灯泡L与R₁串联，此时灯泡L恰好正常发光，小灯泡两端的电压就是6V，
小灯泡的电阻：R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω，I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
电流表的示数为I′，根据串联电路电流的特点：I′=I_L=0.5A，
电压表V₁测量的是电源两端的电压，U₁′=U；
电压表V₂测量的是滑片P移到最右端时R₂导线电压，U₂′=0V；
电压表V₃测量的也是小灯泡两端的电压，U₃′=U_L=6V；
已知U₁′：U₃′=5：2，U：U₃′=5：2，U=$\frac{5{U}_{3}′}{2}$=$\frac{5×6V}{2}$=15V，
由串联分压公式可得，$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{L}}$=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$，$\frac{15V}{{R}_{1}+12Ω}$=$\frac{6V}{12Ω}$，解得R₁=18Ω，
由R₁：R₂=2：3，解得R₂=27Ω，
R₁消耗的功率为P₁′，P₁′=I₁′²R₁=（0.5A）²×18Ω=4.5W，
电路消耗的总功率为P′，P′=UI′=15V×0.5A=7.5W；
由R₁=18Ω，R₂=27Ω，U=15V
I=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{15V}{18Ω+27Ω}$=$\frac{1}{3}$A，
U₁=IR₁=$\frac{1}{3}$A×18Ω=6V，U₂=IR₂=$\frac{1}{3}$A×27Ω=9V，U₃=U₂=9V，
R₁消耗的功率为P₁，P₁=I²R₁=（$\frac{1}{3}$A）²×18Ω=2W．
电路消耗的总功率为P，P=I²（R₁+R₂）=（$\frac{1}{3}$A）²×（18Ω+27Ω）=5W；
所以A、$\frac{{U}_{3}}{U}$=$\frac{9V}{15V}$=$\frac{3}{5}$，$\frac{{P}_{1}}{{P}_{1}′}$=$\frac{2W}{4.5W}$=$\frac{4}{9}$，故A错误；
B、$\frac{{U}_{3}}{{U}_{3}′}$=$\frac{9V}{6V}$=$\frac{3}{2}$，$\frac{{P}_{1}}{P}$=$\frac{2W}{5W}$=$\frac{2}{5}$，故B正确；
C、$\frac{{U}_{1}}{{U}_{1}′}$=$\frac{6V}{15V}$=$\frac{2}{5}$，$\frac{{P}_{1}′}{P′}$=$\frac{4.5W}{7.5W}$=$\frac{3}{5}$，故C正确；
D、D、$\frac{U}{{U}_{1}′}$=$\frac{15V}{15V}$=$\frac{1}{1}$，$\frac{I}{I′}$=$\frac{\frac{1}{3}A}{\frac{1}{2}A}$=$\frac{2}{3}$，故D正确．
故选A．

点评本题主要考查欧姆定律以及电功率的综合运算，以及串联电路的特点，题目较难．

练习册系列答案

	A．	音色不同		B．	音调不同
	C．	响度不同		D．	音色、音调、响度都不同

6．从地面上搬起重物常见的做法是弯腰（如图甲）或下蹲弯曲膝盖（如图乙）．对此可建立一个模型：把脊柱简化为杠杆，如图丙所示．脊柱可绕骶骨（轴）O 转动，腰背部复杂肌肉的等效拉力F₁作用在A点，其实际作用方向与脊柱夹角为12°且保持不变，搬箱子拉力F₂作用在肩关节B点，在B点挂一重物代替箱子．用测力计沿F₁方向拉，使模型保持与水平面成某一角度静止，可测出腰背部复杂肌肉拉力的大小．已知OA长45cm，AB长15cm（g=10N/kg）．

（1）当脊柱与水平面夹角α=60°，搬起一个5kg重的箱子，求搬箱子的力F₂的力臂大小．
（2）如图甲的搬运方式，脊柱与水平面的夹角α=0°，若搬运同样重的箱子，请判断脊柱肌肉所用的力F₁的大小与α的关系，并证明．
（3）由证明可知平时搬运货物选择哪种方法更好？乙（填：甲或乙）．

3．

如图一次家庭探究活动中，小明把一个正在发光的灯泡放到U形磁体中间，惊讶的发现了灯丝在晃动．关于这种现象，下列说法正确的是（　　）

	A．	灯丝晃动是一种电磁感应现象		B．	灯丝晃动是内能转化成了机械能
	C．	灯丝晃动是磁场对电流的作用		D．	灯丝中通过的是交变电流（交流电）

10．

乘客站在如图所示匀速上行的扶梯上，若以扶梯为参照物，则乘客是静止的（填“运动”或“静止”）．当乘客在运行的扶梯上向上行走时，乘客对扶梯的压强变大（填“变大”，“变小”或“不变”）．