题目内容

14．在如图甲所示的电路中，已知电源为电压可调的直流学生电源，灯泡L1的额定电压为8V，如图乙是灯泡L2的U-I图象．

（1）当开关S接a时，电压表的示数为1.2V，电流表的示数为0.4A，求定值电阻R0的阻值；
（2）当开关S接a时，调节电源电压，使灯泡L1正常发光，此时R0消耗的功率为1.08W，求灯泡L1的额定功率；
（3）开关S接b时，通过调节电源电压使灯泡L1正常发光，求电路消耗的总功率．

分析 （1）当开关S接a时，灯泡L1与电阻R0串联，电流表测量的是整个电路中的电流，电压表测量的是电阻R0两端的电压（如图所示），知道电阻R0两端的电压和通过的电流，可利用公式R=$\frac{U}{I}$计算出电阻R0的阻值．
（2）调节电源电压，使灯泡L1正常发光时，则灯泡L1两端的电压为额定电压，知道此时电阻R0消耗的功率和其阻值的大小，可利用公式P=I2R计算出此时电路中的电流，最后再利用公式P=UI计算出灯泡L1的额定功率．
（3）开关S接b时，灯泡L1与灯泡L2串联，电流表测量的是整个电路中的电流，电压表测量的是灯泡L2两端的电压（如图所示），而灯泡L1正常发光，则此时电路中的电流为0.5A，从灯泡L2的U-I图象上找到当电流为0.5A时，灯泡L2两端的电压，又知道灯泡L1的额定电压，利用串联电路电压的特点计算出电源电压，最后再利用公式P=UI计算出电路消耗的总功率．

解答 解：（1）当开关S接a时，灯泡L1与电阻R0串联（如下图所示），

由欧姆定律得：R0=$\frac{{U}_{0}}{I}$=$\frac{1.2V}{0.4A}$=3Ω．
（2）当开关S接a时，灯泡L1与电阻R0串联，由于灯泡L1正常发光，则灯泡L1两端的电压为额定电压U1=8V，
由P=I2R得此时电路中的电流为：
I1=I0=$\sqrt{\frac{{P}_{0}}{{R}_{0}}}$=$\sqrt{\frac{1.08W}{3Ω}}$=0.6A，
灯泡L1的额定功率为：P1=U1I1=8V×0.6A=4.8W．
（3）开关S接b时，灯泡L1与灯泡L2串联（如下图所示），

由于灯泡L1正常发光，则此时电路中的电流为I2=I1=0.6A，
从灯泡L2的U-I图象可知，当电流为0.6A时，灯泡L2两端的电压为U2=6V，
则电源电压为：U=U1+U2=8V+6V=14V，
所以，电路消耗的总功率为：P总=UI2=14V×0.6A=8.4W．
答：（1）定值电阻R0的阻值为3Ω．
（2）灯泡L1的额定功率为4.8W．
（3）电路消耗的总功率为8.4W．

点评 本题考查了开关断开和闭合对电路的影响，以及串联电路电流和电压的特点，对欧姆定律及其公式变形和电功率及其公式变形的理解和应用，解答此题的关键是我们要能够准确的分析电路的连接情况，并且能够从图象提取有用信息．

练习册系列答案
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5．阅读短文，回答问题．
汽车防冻液
汽车在行驶时，发动机的温度会升得很高．为了确保安全，可用水循环进行冷却．实际上，水中往往还要加入不易挥发的防冻液（原液），加入防冻液后的混合液冬天不容易凝固，长时间开车也不容易沸腾．
有关资料表明，防冻液与水按不同的比例混合，混合液的凝固点、沸点不同，具体数值参见下表（表中防冻液含量是指防冻液在混合液中所占体积的百分比）．
防冻液含量/%30405060708090
混合液的凝固点/℃-17-28-37-49-48-46-28
混合液的沸点/℃103104107111117124141
在给汽车水箱中加防冻液时，宜使混合液的凝固点比本地常年最低气温低10～15℃．考虑到混合液比热容的减小会影响散热效果，因此，混合液中防冻液的含量不宜过高．
（1）汽车发动机用水来冷却，这是因为水的比热容较大．

（2）在混合液中，如果防冻液含量由30%逐渐增大到90%，则混合液凝固点的变化情况是D．
A．逐渐升高                   B．逐渐降低
C．先升高后降低               D．先降低后升高
（3）若某地常年最低气温为-15℃，对该地区汽车来说，在下列不同防冻液含量的混合液中，宜选B．
A．30%        B．40%        C．60%       D．90%
（4）请在图2中作出混合液沸点与防冻液含量的关系图象；由图象可以推知，防冻液的含量达到75%时，混合液的沸点大约是120℃．
（5）长时间使用后，汽车水箱中的混合液会减少．与原来相比，混合液的沸点升高（选填“升高”、“降低”或“不变”），其原因是水由于汽化而减少，防冻液的含量增大．
2．一条光线射到平面镜上，如果入射的方向保持不变，转动平面镜的镜面，使入射角增大10°，则反射光线跟入射光线恰成直角，镜面转动的角度和反射光线转过的角度分别是（　　）
A．10°和20°B．35°和45°C．45°和10°D．20°和10°
9．甲、乙两物体都做匀速直线运动，甲、乙两物体的速度之比1：3，甲乙运动的时间之比3：1，那么甲、乙两物体通过的路程之比是1：1．
19．小明通过查资料知道有一种“光控开关（天黑时自动闭合，天亮时自动断开）；还有一种“声控开关”（有声音时自动闭合，一分钟后，若再无声音就自动断开）．小明利用这两种开关设计了一个“聪明”的电路：（1）白天路灯不亮；（2）晚上有人发出声音时，路灯自动亮，一分钟后，若再无声音就自动断开．请判断小明设计的电路图是图中的（　　）
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4．下列关于物理概念的说法中，错误的是（　　）
A．导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流
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C．电荷定向移动形成电流
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