如图所示.电源电压为20V.且保持不变.已知滑动变阻器的最大阻值为25Ω.定值电阻R0为20Ω.小灯泡上标有“12V 12W 字样.电流表量程为0-3A．求:(1)灯泡正常工作时的电阻是多少?(2)当S闭合.S1.S2都断开时.要使灯泡正常发光.滑动变阻器连入电路中的阻值为多大?滑动变阻器在1min内消耗的电能是多少?(3)当S.S1.S2都闭合� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

1．

如图所示，电源电压为20V，且保持不变，已知滑动变阻器的最大阻值为25Ω，定值电阻R₀为20Ω，小灯泡上标有“12V 12W”字样，电流表量程为0～3A．求：
（1）灯泡正常工作时的电阻是多少？
（2）当S闭合，S₁、S₂都断开时，要使灯泡正常发光，滑动变阻器连入电路中的阻值为多大？滑动变阻器在1min内消耗的电能是多少？
（3）当S、S₁、S₂都闭合时，调节滑动变阻器滑片到阻值为多少时，整个电路消耗的总功率最小？这个最小功率是多少？
（4）当S、S₁、S₂都闭合时，为了不损坏电流表，且使整个电路消耗的总功率最大，滑动变阻器接入电路的阻值为多少？这个最大功率是多少？

分析（1）由题意知，灯泡额定电压是6V，额定功率是3W，由电功率的变形公式可以求出灯泡的电阻；
（2）由电路图知，当S闭合，S₁、S₂都断开时，滑动变阻器与灯泡串联，由串联电路特点求出灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压，然后由欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值；已知电路电流、电阻阻值和通电时间，利用W=UIt得到滑动变阻器消耗的电能；
（3）由电路图知，当S、S₁、S₂都闭合时，定值电阻R₀与滑动变阻器并联，灯泡被短路，由并联电路特点求出并联电路的最大阻值，然后由电功率公式求出电路的最小功率．
（4）由电路图知，当S、S₁、S₂都闭合时，定值电阻R₀与滑动变阻器并联，灯泡被短路，已知两端电压和电阻阻值，可以得到通过R₀的电流；已知电流表示数和通过R₀的电流，可以得到通过滑动变阻器的电流；已知滑动变阻器两端电压和通过的电流，可以得到滑动变阻器接入电路的电阻；
已知电流表最大示数和电源电压，利用公式P=UI得到电路最大功率．

解答解：
（1）因为P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，
所以灯泡电阻R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{{（12V）}^{2}}{12W}$=12Ω；
（2）当S闭合，S₁、S₂都断开时，滑动变阻器与灯泡串联，如图所示：
；
灯泡正常发光时，U_L=12V，滑动变阻器两端的电压U_滑=U-U_L=20V-12V=8V，
因为P=UI，
所以灯泡正常发光时的电流为I=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{12W}{12V}$=1A，
因为I=$\frac{U}{R}$，
所以滑动变阻器接入电路的阻值R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{8V}{1A}$=8Ω；
滑动变阻器消耗的电能为W_滑=U_滑It=8V×1A×60s=480J；
（3）当S、S₁、S₂都闭合时，定值电阻R₀与滑动变阻器并联，灯泡被短路，
；
滑动变阻器接入电路的阻值最大，即滑片在最左端时，整个电路消耗的电功率最小，此时：
P_最小=P₀+P_滑=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{0}}$+$\frac{{U}^{2}}{{R}_{滑}}$=$\frac{（20{V）}^{2}}{20Ω}$+$\frac{（20{V）}^{2}}{25Ω}$=9W；
（4）当S、S₁、S₂都闭合时，定值电阻R₀与滑动变阻器并联，灯泡被短路，电流表示数最大时，I_最大=3A．
通过R₀的电流为I₀=$\frac{U}{{R}_{0}}$=$\frac{20V}{20Ω}$=1A，
通过滑动变阻器的电流为I_滑′=I_最大-I₀=3A-1A=2A，
滑动变阻器接入电路的电阻为R_滑′=$\frac{U}{{{I}_{滑}}^{′}}$=$\frac{20V}{2A}$=10Ω；
电路消耗的最大功率为P_最大=UI_最大=20V×3A=60W．
答：
（1）灯泡的电阻是12Ω；
（2）滑动变阻器接入电路的阻值为8Ω；滑动变阻器消耗的电能为480J；
（3）电路消耗的总功率最小是9W；
（4）滑动变阻器接入电路的电阻为10Ω，电路消耗的最大功率是60W．

点评本题考查了串并联电路特点、欧姆定律及电功率公式及其变形公式的应用，是一道典型的电学计算题，难度较大，熟练应用串并联电路特点、欧姆定律、电功率公式及其变形公式是正确解题的关键．

练习册系列答案

12．在如图所示的研究电与磁的关系的四个实验中，下列有关的说法不正确的是（　　）

	A．	实验现象说明电流周围存在磁场
	B．	通电螺线管右端为S极
	C．	实验研究的是电磁感应现象
	D．	实验研究的是通电导体在磁场中受到力的作用

9．科学探究就是实验的一种方式，一般包括：提出问题、猜想与假设、制定方案与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作这七个步骤．

16．三盏电灯连在一个电路中，要求每盏灯的亮、灭不影响别的灯，这三盏灯应该并联．有一盏灯的灯丝断了，则这个电路中总电阻将变大（选填变大、变小、不变）．

6．

在如图所示的电路中，电源电压不变．当闭合开关后，电路正常工作；过了一段时间后，发现其中一个电压表示数变大，则（　　）

13．小强和小明用如图所示的器材测定小灯泡的电阻，已知电源电压为6V且保持不变．

（1）请用笔画线代替导线，帮他完成电路的连接．（要求滑动变阻器滑片向右移动时，小灯泡变暗）．
（2）电路连接无误后，闭合开关，发现灯泡不发光，电流表指针不发生偏转，电压表指针有偏转，请帮她找出故障的原因（填下列故障原因的代号）C．
A．小灯泡短路 B．电源接触不良 C．小灯泡断路 D．电流表内部短路
（3）排除故障后闭合开关，电流表和电压表的示数如图乙所示，则此时小灯泡的电阻为3.3Ω．
（4）在实验的基础上，小明提出利用此装置探究电流与电阻的关系，于是他取用阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻代替灯泡继续探究．
①实验中他多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象．由图象可以得出结论：电压一定时，导体中的电流与电阻成反比；
②实验过程中，小明用5Ω的电阻做完实验后，接下来的操作是断开开关，取下5Ω的电阻，然后将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片P向右（选填“左”或“右”），使电压表示数为2.5V时，读出电流表的示数．
③为完成整个实验探究，选取滑动变阻器的最大阻值应不小于20Ω．

10．

妈妈买了一辆电动车，回家后却遇到了一个难题：车库里只有一盏照明灯（规格为“220V 40W”），没有充电用的插座．爸爸打开灯的开关盒，从里面的两个接线柱a、b上引出两根导线，接上一个插座，如图所示，接好后插上充电器（规格为“220V 100W”）．关于这个电路，下列说法正确的是（　　）

	A．	开关闭合时能正常充电
	B．	开关断开时能正常充电
	C．	若将插座接在c、d两接线柱上，无论开关闭合还是断开都能正常充电
	D．	若将插座接在a、d两接线柱上，无论开关闭合还是断开都能正常充电

11．某实验小组在“用电流表测电流”的实验中：

（1）连接电路时开关处于断开状态，电流表应串联接入电路．
（2）若闭合开关，电流表的指针偏转到如图1中a位置，原因是电流表正负接线柱接反了；排除故障后再次闭合开关，电流表的指针偏转到如图1中b位置，原因是电流表量程太小，应该更换大量程．
（3）纠正错误后该实验小组正确连接好的实物如图2中甲所示，图中电流表测量的是通过灯泡L₁的电流；电流表的示数如图2中乙所示，则电流表测出的电流是1.7A．
（4）如果要用电流表测通过L₁和L₂的总电流，且只允许移动一根导线，应将导线b的右端接在电流表的3接线柱上．（选填“a”“b”、“c”或“-”、“3”、“0.6”）

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