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专题34 常规电学计算
【核心考点讲解】
1、挖掘题目中的隐含条件
有些电学计算题目的已知条件并不明显给出,而是隐藏其中,求解这类问题的关键在于挖掘隐含条件,而这些隐
含条件可从物理现象、关键用语等已知条件中挖掘。
2、构建变化电路中的方程思想
当电键断开或闭合,滑动变阻器滑片移动时,电路状态将发生变化.求解此类电路综合题时,构建电路中的方程思
想尤为重要,其方法如下:
(1)分清电路在每个状态下的结构,即电路的连接方式,滑动变阻器使用的阻值范围,电压表、电流表所测定的
物理量。
(2)针对每种状态画出相应的等效电路图,在图中标出这种状态下所对应的巳知量,不变量,待求量。
(3)以“不变量”为中心列出电路方程。
当电路状态发生改变时,电源电压和定值电阻阻值一般不随电路状态的改变而改变。抓住“不变量”,利用欧姆
定律、串并联电路特点、电功及电功率的计算公式,可列出电路方程。
(4)以电路中的等量关系、比值关系引出方程或以此作为联系方程中物理量间的纽带,代换求解。
【必刷题型精练】
1.(2021•营口中考)图甲所示的电路中,灯泡L的额定功率为3.6W(灯丝电阻不变),开关S闭合,S 断开,
1
变阻器的滑片移动到最左端时,灯泡L正常发光。图乙是变阻器的滑片从最右端移动到最左端过程中,电压表
示数随电流表示数变化的图像。求:
(1)电源电压;
(2)变阻器R的最大阻值;滑片在变阻器的最右端时,灯泡L的实际功率;
(3)什么情况下电路消耗的功率最大;此时变阻器1min消耗的电能。
解:(1)开关S闭合,S 断开,变阻器与灯泡串联,变阻器在左端时,电路为灯泡L的简单电路,因额定电压
1
1
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!下灯泡正常发光,电路中的电流最大,最大值为0.6A,所以,由灯泡正常发光可知,电源电压U= =
=6V
(2)当滑片滑到最右端时电阻最大,由乙图可知:电路中电流最小为0.2A,变阻器R的最大阻值为
= =20
Ω
滑片在变阻器的最右端时,灯泡L的实际功率
P =(U﹣U )I =(6V﹣4V)×0.2A=0.4W;
L R min
(3)电源电压一定,开关S,S 都闭合,滑片滑到最左端时,电路消耗的功率最大,此时变阻器 1min消耗的
1
电能为
= =108J。
答:(1)电源电压为6V;
(2)变阻器R的最大阻值为20 ,滑片在变阻器的最右端时,灯泡L的实际功率为0.4W;
(3)开关S,S
1
都闭合,滑片滑Ω到最左端时,电路消耗的功率最大,此时变阻器1min消耗的电能为108J。
2.(2021•柳州中考)如图所示,电源电压恒定,R 为定值电阻,灯泡L上标有“6V 3.6W”,将R 的滑片P移
1 2
至b端,先闭合S、S ,电流表示数I=0.12A;再将R 的滑片P移至a端,L正常发光,忽略温度对灯泡电阻的
2 2
影响。
(1)求电源电压U;
(2)最后闭合S ,电流表示数变为I'=0.9A,求R 的阻值;
1 1
(3)若R 的滑片P的位置及各开关状态任意组合,求电路工作时的最小电功率。
2
解:由P= 可知,灯泡L的电阻:R
L
= = =10 ,由P=UI可知,灯泡的额定电流:I
L额
=
Ω
2
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!= =0.6A;
(1)当S、S 闭合,将R 的滑片P移至a端时,电路为灯泡L的简单电路,此时电源电压与灯泡L两端的电压
2 2
相等,
因为此时灯泡正常发光,所以电源电压:U=U
L额
=6V;
(2)当S、S 、S 闭合,R 的滑片P移至a端时,电阻R 与灯泡L并联,
1 2 2 1
根据并联电路的特点,此时灯泡L不受影响,仍然正常发光,通过灯泡L的电流:I
L
=I
L额
=0.6A
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以此时R 中的电流:I =I'﹣I =0.9A﹣0.6A=0.3A,
1 1 L
由I= 可知,定值电阻R 的阻值:R = = =20 ;
1 1
Ω
(3)当S、S 闭合,将R 的滑片P移至b端时,滑动变阻器的最大阻值与灯泡L串联,
2 2
此时电路的总电阻:R总 = = =50 ,
因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,Ω
所以滑动变阻器的最大阻值:R
2
=R总 ﹣R
L
=50 ﹣10 =40 ,
Ω Ω Ω
由P= 可知,电源电压U恒定时,电路中的总电阻最大时,电路的电功率最小,
因为R >R ,所以当定值电阻R 与变阻器R 的最大阻值串联时,电路的总电阻最大,总功率最小,此时应闭
1 L 1 2
合开关S、S ,断开S ,
1 2
此时电路的总电阻:R=R +R =40 +20 =60 ,
2 1
Ω Ω Ω
电路的最小电功率:P= = =0.6W。
答:(1)电源电压U为6V;
(2)R 的阻值为20 ;
1
(3)电路工作时的最Ω小电功率为0.6W。
3.(2021•襄阳中考)如图甲所示电路,电源电压恒定,灯泡L标有“6V 6W”的字样,R 为定值电阻。闭合开
0
关,在滑片P由b端滑到a端的过程中:电压表示数与电流表示数关系图象如图乙所示,灯泡由较暗到正常发
光,电路中的电流变为原来的2倍。求:
3
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!(1)小灯泡L正常工作时的电流及小灯泡正常工作10s消耗的电能;
(2)R 的电阻;
0
(3)当滑片P移到某一点c时,R上消耗的功率P 与滑片移到b点时R上消耗的功率P 之比为P :P =33:
c b c b
35,且此时R上消耗的功率P 等于灯泡L和R 上消耗的总功率。求滑片P滑到c点时灯泡L的实际功率。(结
c 0
果保留二位小数)
解:由电路图可知,闭合开关,灯泡L与定值电阻R 、滑动变阻器R串联,电压表测灯泡L和定值电阻R 两
0 0
端的电压之和,电流表测电路中的电流。
(1)小灯泡L正常工作时其两端的电压U =6V,功率P =6W,
L L
由P=UI可得,小灯泡L正常工作时的电流:I = = =1A,
L
由P= 可得,小灯泡正常工作10s消耗的电能:W =P t=6W×10s=60J;
L L
(2)由题意可知,滑片位于a端时,变阻器R接入电路中的电阻为零,此时灯泡正常发光,
由图乙可知,此时电压表的示数为12V,则电源的电压U=12V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,定值电阻R 两端的电压:U =U﹣U =12V﹣6V=6V,
0 0 L
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由I= 可得,R 的电阻:R = = = =6 ;
0 0
Ω
(3)因灯泡由较暗到正常发光,电路中的电流变为原来的2倍,
所以,滑片位于b端时,电路中的电流:I = I = ×1A=0.5A,
b a
由图乙可知,电压表的示数U =5V,
V
此时滑动变阻器两端的电压:U =U﹣U =12V﹣5V=7V,
b V
4
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!此时滑动变阻器的电功率:P =I U =0.5A×7V=3.5W,
b b b
因滑片P移到某一点c时R上消耗的功率P 与滑片移到b点时R上消耗的功率P 之比为P :P =33:35,
c b c b
所以,滑片P移到某一点c时R上消耗的功率:P = P = ×3.5W=3.3W,
c b
因滑片P移到某一点c时,R上消耗的功率P 等于灯泡L和R 上消耗的总功率,
c 0
所以,电路的总功率:P总 =2P
c
=2×3.3W=6.6W,
此时电路中的电流:I = = =0.55A,
c
此时定值电阻R 消耗的电功率:P =I 2R =(0.55A)2×6 =1.815W,
0 0 c 0
此时灯泡L的实际功率:P
L
′=P总 ﹣P
0
﹣P
c
=6.6W﹣1.81Ω5W﹣3.3W=1.485W≈1.49W。
答:(1)小灯泡L正常工作时的电流为1A,小灯泡正常工作10s消耗的电能为60J;
(2)R 的电阻为6 ;
0
(3)滑片P滑到c点Ω 时灯泡L的实际功率为1.49W。
4.(2021•大庆中考)如图甲所示电路,小灯泡额定电压为 5V,滑动变阻器R 、R 允许通过的最大电流均为
1 2
1A,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A,电源电压U保持不变。断开开关S ,闭合开关S、S ,R
2 1 1
的滑片从最右端逐渐滑向最左端过程中,小灯泡始终正常发光;保持R 的滑片在最左端不动,断开开关S ,闭
1 1
合开关S、S ,在保证所有元件安全的情况下,将R 的滑片从最右端向左进行最大范围移动。图乙中 A﹣B是
2 2
移动滑动变阻器R 的滑片过程中电流表和电压表的示数关系图象,C﹣B是移动滑动变阻器R 的滑片过程中电
1 2
流表和电压表的示数关系图象。(本题中小灯泡阻值会随着温度变化而变化)求:
(1)电源电压U;
(2)滑动变阻器R 和R 的最大阻值;
1 2
(3)整个过程中小灯泡工作时消耗的最小功率P。
解:(1)断开开关S ,闭合开关S、S ,R 和灯L串联,且R 接入的阻值为最大阻值,且不随滑片的移动而
2 1 1 1
5
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!改变,电压表的示数会随着滑片的移动而改变,乙图 A﹣B段为移动R 电流表和电压表的示数关系图象,电压
1
表的最大示数U 为6V,灯正常发光时的额定电压U =5V,电源电压U=U +U =5V+6V=11V;
1 L L 1
(2)由图乙A﹣B段可得滑动变阻器最大电压为6V,电流I=0.5A,则滑动变阻器R 的阻值R = =
1 1
=12 ;
断开Ω开关S
1
,闭合开关S、S
2
,由图乙B﹣C可知,B点表示R
2
接入的电阻为0,C点表示R
2
接入最大阻值,此
时电流为I=0.3A,对应电压为9V;则根据R = = =30 ;
2
(3)A﹣B段小灯泡都正常发光,功率不变;B﹣C段,电流从Ω0.3~0.5A,电压表的示数由6~9V;电源电压
不变U=11V,则小灯泡的电压为U =11V﹣9V=2V时,I =0.3A时,小灯泡消耗功率最小Pmin=U I
min min min min
=2V×0.3A=0.6W。
答:(1)电源电压U为11V;
(2)滑动变阻器R 的最大阻值为12 ,R 的最大阻值为30 ;
1 2
(3)整个过程中小灯泡工作时消耗的Ω最小功率为0.6W。 Ω
5.(2021•河北中考)如图所示,小灯泡L规格为“5V 1W”,R =50 ,电源电压不变,电流表的量程为“0~
0
0.6A”、“0~3A”,闭合开关,小灯泡L正常发光。 Ω
(1)求R 的功率和电源电压;
0
(2)拆除小灯泡L,从规格分别为“10 1A”、“100 0.5A”的滑动变阻器中选择其中之一,以及若干导线
连入电路。选择哪种规格的变阻器电路消Ω耗的功率最大?Ω最大功率是多少?
解:由电路图可知,闭合开关,灯泡L与定值电阻R 串联,电流表测电路中的电流。
0
(1)灯泡正常发光时其两端的电压U =5V,功率P =1W,
L L
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由P=UI可得,电路中的电流I = = =0.2A,
1
6
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!由I= 可得,R 两端的电压U =I R =0.2A×50 =10V,
0 0 1 0
R 的功率P =U I =10V×0.2A=2W, Ω
0 0 0 1
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源电压U=U +U =10V+5V=15V;
0 L
(2)若定值电阻R 与滑动变阻器R串联时,
0
当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路中的电流最大,最大电流I大 = = =0.3A;
若定值电阻R 与滑动变阻器R并联时,
0
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,通过滑动变阻器的最小电流分别为I = = =1.5A,I ′= = =0.15A,
R R
因“10 1A”的滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,且小于1.5A,
所以,Ω该规格的滑动变阻器不能与定值电阻R
0
并联,
因“100 0.5A”的滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A,且大于0.15A,
所以,该Ω规格的滑动变阻器能与定值电阻R
0
并联,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,此时电路的最大总电流I大 ′=I大+I
R大
=0.3A+0.5A=0.8A,
综上可知,当“100 0.5A”的滑动变阻器与定值电阻R 并联,且电流表(选0~0.6A量程时位于两支路之一
0
或选0~3A的量程位Ω于干路)时,电路的总功率最大,
则电路消耗的最大功率P滑大 =UI大 ′=15V×0.8A=12W。
答:(1)R 的功率为2W,电源电压为15V;
0
(2)选择“100 0.5A”规格的变阻器与定值电阻R 并联、且电流表选0~0.6A量程位于两支路之一或选0~
0
3A的量程位于干Ω路时,电路消耗的总功率最大,最大功率是12W。
6.(2021•乐山中考)如图所示电路中,灯泡 L标有“6V 3W”字样(不计温度对灯丝电阻的影响)。当开关
S 、S 均闭合,滑动变阻器的滑片P在最左端时,电流表示数为1.5A,并且灯泡L正常发光;当开关S 闭合、
1 2 1
S 断开,滑动变阻器的滑片P在中点时,电流表的示数为0.25A。求:
2
(1)电源电压;
(2)定值电阻R的阻值;
(3)开关S 闭合后,电路中的最小功率。
1
7
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!解:(1)当开关S 、S 均闭合,滑动变阻器的滑片P在最左端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0,灯泡和定
1 2
值电阻并联,电流表测量干路电流。
灯泡L正常发光,并联电路各并联支路两端的电压相等,根据并联电路的电压特点可知,电源电压 U=U =U
R L
=6V;
(2)根据灯泡铭牌数据可知灯泡正常发光的电流I = = =0.5A,
L
(1)中电流表示数为1.5A,并联电路干路电流等于各支路的电流之和,根据并联电路的电流特点可知通过 R
的电流I =1.5A﹣0.5A=1A,
R
根据欧姆定律可知定值电阻R的阻值R= = =6 ;
Ω
(3)当开关S 闭合、S 断开,L和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,滑动变阻器的滑片P在中点时,电
1 2
流表的示数为0.25A,
根据欧姆定律可知电路中总电阻R总 = = =24 ,
Ω
不计温度对灯丝电阻的影响,根据欧姆定律可知灯泡的电阻R = = =12 ,
L
Ω
则滑动变阻器的总电阻R滑 =2×(R总 ﹣R
L
)=2×(24 ﹣12 )=24 ,
Ω Ω Ω
电源电压不变,根据P=UI= 可知电路中总电阻最大时,总功率最小,
开关S 闭合后,根据串并联电路的电阻特点可知,当S 断开,且滑动变阻器的阻值全部接入电路中时,总电阻
1 2
最大,电路中的功率最小,
电路中的最小功率为P小 = = =1W。
8
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!答:(1)电源电压为6V;
(2)定值电阻R的阻值为6 ;
(3)开关S
1
闭合后,电路中Ω的最小功率为1W。
7.(2021•遵义中考)某同学利用恒压电源、定值电阻R 和滑动变阻器R ,先后连接了如图甲、乙所示电路。在
1 2
图甲电路中,该同学将滑片P置于最右端后闭合开关,此时电流表、电压表的示数分别为0.30A、15.0V;再将
滑片P移至某一位置时,电流表、电压表的示数分别为 0.50A、9.0V。在图乙电路中,该同学接入两只电流表
(图中未画出),在保证电路安全的前提下,将滑片P从某位置开始逐次向左移动改变相同的阻值,测得两电
流表的示数并记录在下表中。
滑片P移动的次序 1 2 3 4 5
电流表A 的示数/A 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80
1
电流表A 的示数/A 1.30 1.40 1.55 1.80 2.30
2
(1)求R 的最大阻值;
2
(2)求R 的阻值和电源电压;
1
(3)请分析图乙电路中电流表A 、A 的接入位置并计算R 每次改变的阻值?
1 2 2
解:(1)在图甲电路中,该同学将滑片P置于最右端后闭合开关,两电阻串联接入电路,滑动变阻器接入电路
最大阻值,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测通过电路的电流,由欧姆定律可得R 的最大阻值:R =
2 2
= =50 。
Ω
(2)串联电路总电压等于各部分电压之和,将滑片P置于最右端时,电源电压:U=IR +U =0.3A×R +15V﹣
1 2 1
﹣﹣﹣①
将滑片P移至某一位置时,电源电压:U=I′R +U ′=0.5A×R +9V﹣﹣﹣﹣②
1 2 1
①②联立可得:R =30 ,U=24V;
1
Ω 9
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!(3)在图乙电路中,两电阻并联接入电路,并联电路互不影响,并联电路各支路两端电压相等,
将滑片P从某位置开始逐次向左移动改变相同的阻值,电流表A 的示数不变,所以电流表A 测定值电阻R 支
1 1 1
路的电流,
①电流表A 测干路电流,并联电路干路电流等于各支路电流之和,
2
则第一次通过滑动变阻器的电流I =1.3A﹣0.8A=0.5A,此时滑动变阻器接入电路的阻值R ′= = =
1 2
48 ,
Ω
第二次通过滑动变阻器的电流I =1.4A﹣0.8A=0.6A,此时滑动变阻器接入电路的阻值 = = =
2
40 ,滑动变阻器改变的阻值:ΔR =48 ﹣40 =8 ,
2
Ω Ω Ω Ω
第三次通过滑动变阻器的电流 I =1.55A﹣0.8A=0.75A,此时滑动变阻器接入电路的阻值 = =
2
=32 ,滑动变阻器改变的阻值:ΔR ′=40 ﹣32 =8 ,
2
滑动变阻器改Ω变的阻值相同,故符合题意; Ω Ω Ω
②电流表A 测滑动变阻器的电流,则第一次滑动变阻器接入电路的阻值R = = ≈18.46 ,
2 21
Ω
第二次滑动变阻器接入电路的阻值 R = = ≈17.14 ,滑动变阻器改变的阻值:ΔR =18.46 ﹣
22 21
Ω Ω
17.14 =1.32 ,
Ω Ω
第三次滑动变阻器接入电路的阻值R = = ≈15.48 ,滑动变阻器改变的阻值:ΔR =17.14 ﹣
23 22
Ω Ω
15.48 =1.66 ,
滑动变Ω阻器改Ω变的阻值不同,故不符合题意。
答:(1)R 的最大阻值为50 ;
2
(2)R
1
的阻值为30 ,电源电Ω压为24V;
(3)图乙电路中电流Ω表A
1
与定值电阻串联接入电路,电流表A
2
在干路,R
2
每次改变的阻值为8 。
Ω
1
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08.(2020•兰州中考)如图所示的电路,电源电压恒为18V,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~
15V,小灯泡L上标有“6V 3W”的字样,滑动变阻器的规格为“100 1A”。闭合开关S后,在确保两个电
表的示数均不超过所选量程,灯泡L两端电压不超过额定电压(灯丝电Ω阻不变)的前提下,求:
(1)小灯泡的电阻R ;
L
(2)滑动变阻器允许调节的阻值范围;
(3)电路消耗总功率的变化范围。
解:由图可知,灯泡和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器的电压,电流表测电路中的电流;
(1)根据P= 得,小灯泡的电阻为:
R = = =12 ;
L
(2)(3)为保护电压表,Ω滑动变阻器两端的最大电压为 15V,此时滑动变阻器连入的电阻最大,电路中的电
流最小,
因串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和,
所以灯泡两端的最小电压:
U
L
′=U﹣U滑 =18V﹣15V=3V,
此时电路中的电流最小为:
I = = =0.25A,
min
滑动变阻器接入电路的最大阻值为:
R滑max = = =60 ,
Ω
电路的最小功率为:
P =UI =18V×0.25A=4.5W;
min min
1
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1灯正常发光时的电流为:I = = =0.5A;
L
则I <0.6A,所以电路中的最大电流应为I =I =0.5A,
L max L
此时电路的总电阻为:
R= = =36 ,
Ω
根据串联电路电阻的规律知,
滑动变阻器的最大电阻为:
R滑min =R﹣R
L
=36 ﹣12 =24 ,
整个电路消耗的最大Ω总功率Ω为:ΩP总大 =UI
max
=18V×0.5A=9W,
所以滑动变阻器的范围为24 ~60 ;
电路消耗总功率的变化范围为Ω 4.5WΩ~9W。
答:(1)小灯泡的电阻R 为12 ;
L
(2)滑动变阻器允许调节的阻值Ω范围为24 ~60 ;
(3)电路消耗总功率的变化范围为4.5W~Ω9W。Ω
9.(2020•黄石中考)一个标有“3V 3W”小灯泡L(灯丝电阻不随温度变化),滑动变阻器(0~6 ),电流表
A连接成如图所示的电路,滑片P正处在滑动变阻器正中间O点位置,电源电压恒定。 Ω
(1)闭合S 、S 、S ,断开S ,电流表的读数为2.0A,求此时灯泡实际消耗的电功率;
1 2 3 4
(2)闭合S ,断开S 、S 、S ,求此时电流表A的读数;
1 2 3 4
(3)闭合S 、S 、S ,断开S ,将滑片P由O滑到a点过程中,电流表A的读数最大值为2.25A,求滑动变阻
1 3 4 2
器Oa之间的电阻值,并求出电流表读数为2.25A时,滑动变阻器消耗的总功率。
1
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2解:(1)一个标有“3V 3W”小灯泡L,根据P= ,灯的电阻为:
R灯 = = =3 ;
Ω
闭合S 、S 、S ,断开S ,变阻器下半部分(阻值为3 )与灯并联,
1 2 3 4
Ω
电流表测电路的电流,电流表的读数为2.0A,R并 = =1.5 ;
电源电压:U=I×R并 =2.0A×1.5 =3V; Ω
故灯正常发光,灯泡实际消耗的Ω电功率:P灯实 =3W;
(2)闭合S ,断开S 、S 、S ,变阻器上半部分与灯串联,电流表测电路的电流,由电阻的串联和欧姆定律,
1 2 3 4
电流表A的读数:
I′= = =0.5A;
(3)闭合S 、S 、S ,断开S ,由并联电阻的规律,变阻器P以上部分电阻丝与P以下部分电阻丝并联,
1 3 4 2
R并 = = ,
由数学知识知,6 ×R a上 ﹣R a上 2=﹣R a上 2+6 ×R a上 ,当R a上 =﹣ =3 时,6 ×R a上 ﹣R a上 2值最大,
故P由O滑到a的Ω过程中,总电阻不断变小,Ω故在a时,电阻最小,电流最大Ω, Ω Ω
R总 ′= = = ,
Ω
= ,
Ω
当R
a上
=2 或当R
a上
=4 ,因上半部分的电阻不超过3 ,故R
a上
=2 ,则滑动变阻器Oa之间的电阻值:
R Oa =3 ﹣Ω2 =1 ; Ω Ω Ω
电流表ΩA的Ω读数为Ω 2.25A,滑动变阻器消耗的总功率:
P总 =UI大 =3V×2.25A=6.75W。
答:(1)闭合S 、S 、S ,断开S ,电流表的读数为2.0A,此时灯泡实际消耗的电功率为3W;
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1
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3(2)闭合S ,断开S 、S 、S ,此时电流表A的读数为0.5A;
1 2 3 4
(3)闭合S 、S 、S ,断开S ,将滑片P由O滑到a点过程中,电流表A的读数最大值为2.25A,滑动变阻器
1 3 4 2
Oa之间的电阻值为1 ,电流表读数为2.25A时,滑动变阻器消耗的总功率为6.75W。
10.(2020•扬州中考)Ω如图所示电路中,电源电压不变,小灯泡L标有“3V 1.2W”的字样,R
1
、R
2
为定值电阻,
R =15 ,R =30 .当开关S闭合,S 、S 都断开时小灯泡L正常发光(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。求:
1 2 1 2
(1)电Ω压表的示数Ω;
(2)当开关S,S 闭合,S 断开时,电流表的示数;
1 2
(3)当开关S,S 、S 都闭合时,整个电路消耗的电功率。
1 2
解:(1)当开关S闭合,S 、S 都断开时,灯泡L与电阻R 串联,电压表测R 两端的电压,
1 2 1 1
因串联电路中各处的电流相等,且小灯泡L正常发光,
所以,由P=UI可得,电路中的电流I= = =0.4A,
由I= 可得,电压表的示数U =IR =0.4A×15 =6V;
1 1
(2)因串联电路中总电压等于各分电压之和,Ω
所以,电源的电压U=U +U =3V+6V=9V,
L 1
当开关S,S 闭合,S 断开时,电路为R 的简单电路,电流表测电路中电流,
1 2 1
则电流表的示数I = = =0.6A;
1
(3)当开关S,S 、S 都闭合时,R 与R 并联,
1 2 1 2
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以,电路的总电阻R= = =10 ,
Ω
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4整个电路消耗的电功率P= = =8.1W。
答:(1)电压表的示数为6V;
(2)当开关S,S 闭合,S 断开时,电流表的示数为0.6A;
1 2
(3)当开关S,S 、S 都闭合时,整个电路消耗的电功率为8.1W
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