初中物理电学难题及解析

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1、1如图25所示电路,电源两端电压保持不变。当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器的滑片P移到A端时,R3的电功率为P3,电流表的示数为I1;当开关S1断开、S2闭合时,R3的电功率为P3,电流表的示数为I2。已知P3:P3 = 9:25,(1)求电流表的示数I1与I2的比值。(2)当开关S1、S2都断开,滑动变阻器的滑片P在中间某位置C时,变阻器接入电路的电阻为Rc,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2,已知U1:U2=3:2,Rc的电功率为10,这时R3的电功率为P。通过闭合或断开开关及移动滑动变阻器的滑片,会形成不同的电路,电路消耗的最大功率与电路消耗的最小功率之比为3:1。求R3

2、的电功率P。解:(1)当开关S1闭合、S2断开,变阻器的滑片移到B端时,等效电路如图甲所示;当开关S1断开、S2闭合时,等效电路如图乙所示。 (2)当开关S1、S2都断开,变阻器的滑片在C点时,等效电路如图丙所示。 3R1+3 RC = 2R+2R12R = R1+3 RC电源两端电压一定,在甲、乙电路中,根据U=IRI1(R+RB)= I2(R+R1)3RB = 2R+5R1电路消耗功率最大应为开关S1、S2都闭合,只有R3接入。消耗功率最小应为R3、R1、滑动变阻器RB全部串联接入电路。电路总电压U一定2R3 = R1+RB .根据式,可得:R32RC 在丙电路中,电流一定,P = 2PC

3、 = 210 = 201分1分1分1分1分1分 1分用其它方法解题,过程结论正确给分。2. 如图19所示电路电源两端电压恒定,定值电阻R115W,忽略灯丝电阻值RL随温度的变化。只断开开关S3时,电流表的示数为I;只闭合开关S2时,电压表示数为U1,电流表的示数为I10.4A;只断开开关S1,并把电阻箱R2接入电路的电阻值调整为原来的一半时,电压表的示数为U2,电流表的示数为I 2。若U1U2710,II 221。图19求:(1)灯泡L的电阻;(2)在上面的三个电路状态中,电路消耗的最大电功率。解:只断开关S3,电流表的示数为I,等效电路如图7甲所示; 只闭合开关S2,电流表的示数为I1,等效

4、电路如图7乙所示;只断开开关S1,电阻箱接入电路的电阻为原来的一半,等效电路如图7丙所示UR1R2UIU1R1R2UI2RLI1RL甲乙 丙= 即= 图乙中=; = 1分 又= = 则得:=; 则=; R2=61分将R2=6代入式得:RL=9 2分由图乙:UI ( R1R2RL)0.4A(15W6W9W)12V 1分(2)根据P= 电路中总电压不变,当电路中电阻最小时,电功率最大由甲、乙、两三图分析,图甲电功率最大P=16W 2分注:三个电路全对给1分R1R2S1S2P图193某校的同学们在研究电路消耗的电功率与电阻的关系时设计了如图19所示的电路,滑动变阻器的最大阻值为R。当滑动变阻器的滑片

5、P置于最左端时,只闭合开关S1,滑动变阻器的功率为P3,电压表的示数为U1,电路中的电流为I1;当滑动变阻器的滑片P置于最左端时,只闭合开关S2时,滑动变阻器的功率为P3,电压表的示数为U2,电路中的电流为I2,此时电路的总电功率为4 W。已知, ,电路中电源两端电压保持不变。(6分)(1)求I1 与I2 之比(2)请你计算出电阻R1与电阻R2的比值。(3)请你回答:如何通过开关的断开与闭合以及滑动变阻器滑片位置的改变,使整个电路消耗的总电功率最大;并请你计算出这个总电功率。解: (1)滑动变阻器的滑片P置于最左端时,只闭合开关S1;等效电路如图(甲)所示 (2)滑动变阻器的滑片P置于最左端时

6、,只闭合开关S2;等效电路如图(乙)所示(3)滑动变阻器的滑片P置于最右端时,开关S1、S2都闭合;等效电路如图(丙)所示,电路消耗的电功率达到最大值P。-(三个电路图正确1分)由图甲、图乙得:= = -1分= = -1分U一定:= R=2 R23 R1 R=5R1 -1分由图(乙)(丙)U一定:P=P1+P2=45W-2分4如图25所示电路,设电源电压不变,灯丝电阻不随温度变化。当只闭合开关S1时, 电流表的示数是I1。当只闭合开关S2时,电流表的示数是I2。当断开S1 、S2时,电流图25R1R2S1LS2VV1V2V 表的示数是I3,电压表V1、V2示数之比为2:1,此时RL消耗的电功率

7、为0.24W;当开 关S1、S2闭合时,灯L正常发光, 电流表的示数为I4。已知I1:I2 =2:1, 求:(1) 电阻R1与R2之比; (2) 电流I3与I4之比; (3) 灯L的额定功率。38I1图(甲)R2解:S1闭合,电路如图, I2图(甲) S2闭合,电路如图, S1、S2断开,电路如图, I3R1PL=0.24WRL图(甲)U2 U1 R2I4RL图(甲)R1R2 S1、S2闭合,电路如图,(1)由图、,有 (2)由图得: (3) 说明:其它方法正确给分。5、现有一阻值不变的纯电阻元件R0,标有“6V 1.8W”字样,由于电路元件R0的实际电阻值与其标准值之间可能存在差异,所以导致

8、所标的额定功率值有可能不准。如果电路元件实际电阻值与其标准电阻值之间的差异超过1.5欧,则该电路元件将不能使用,检测人员为检测该电路元件是否合乎标准,设计了如图所示的检测电路,已知电路中电流表的量程为00.6A,电压表的量程为03V,滑动变阻器标有“20 1A”的字样;(1)请根据电路元件上所标的额定电压和额定功率,算出电路元件的标准电阻值;(2)若电路元件的额定功率刚好是1.8W,则电路中允许通过的最大电流是多大?电源电压不能超过多少伏?(3)某次元件检测时,检测人员闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,当电流表示数为0.22A时,电压表的示数为2.42V;当电流表的示数为0.25A时,电压表的

9、示数为1.85V,请通过计算判断所检测的电路元件是否可以使用?实际检测时,滑动变阻器的滑片是否能滑至最左端?说出理由。解:(1)由P额=U额2/R0得R0=U额2/P额=(6V)2/1.8W=20(2) 电路元件的额定电流:I额=P额/U额=1.8W/6V=0.3A与电流表允许通过的最大电流相比较,可确定电路中允许通过的最大电流是0.3A为保证定值电阻不被损坏,其两端电压最大为其额定电压(即U0m=6V)滑动变阻器两端电压最大为3V(电压表的量程为03V,即URm=3V)电源电压的最大值:Um=U0m+URm=6V+3V=9V(3) 在实际检测时电源电压不变,由串联电路的电压特点和题意,可列出

10、方程组:U=2.42+0.22R0 U=1.85+0.25R0 联立、解得R0 =19 ,U=6.6V.因为2019=11.5,所以检测的电路元件可以使用。若滑动变阻器的滑片滑至最左端,元件R0两端电压等于电源电压6.6V,超过其额定电压,会损坏电路元件,故不能。6、热熔胶是生产中常用的粘合剂,它在常温下是固体,熔化后再冷却就能将物体牢牢地粘合在起。图21甲是热熔胶枪(简称“胶枪”)的外形,其内部有两只相同的PTC加热元件,电路如图21乙所示,单只PTC加热元件的电阻与温度的变化关系如图21丙所示。胶枪扳机松开时,开关Sl断开,开关S2的触片与b触点接通,若此时接通电源,胶枪就进入预热状态,约

11、60s后热熔胶熔化成的胶液温度达到正常工作温度(170210)。此后,若扣动扳机,胶枪就进入正常工作状态:固体胶条向前挤压,开关S1闭合,开关S2的触片与a触点接通,枪口冒出温度为170210的胶液。在近似计算时,可以认为胶液的温度与PTC加热元件的温度相同。接通电源120 s后,问:(1)胶枪在预热过程中消耗的最大功率是多大?(2)假设胶枪在温度为170的条件下工作200s,它产生热量的80被胶条吸收,在这过程中胶条吸收了多少热量?(3)胶枪正常工作时的最小电流是多少?解:(1)胶枪预热时,R1和R2串联,当电阻最小时(即R1=R2=1000),胶枪消耗的功率最大,此时电路的总电阻R=R1+

12、R2=1000+1000=2000.最大功率P=UI=U2/R=(220V)2/2000=24.2W(2) 胶枪正常工作时,R1和R2并联,由图丙可知,当温度为170,R1=R2=1600,此时电路的总电阻R=R1R2/(R1+R2)=R1/2=800使用200s,胶枪消耗的电能W=U2t/R=(220V)2200s/800=12100J胶条吸收的热量Q=W=12100J80%=9680J(3) 胶枪正常工作时,R1和R2并联,当电阻最大时(即R1=R2=2200),电流最小,此时电路的总电阻R=R1/2=1100最小电流I=U/R=220V/1100=0.2A7、小明发现自己家汽车照明大灯的

13、灯泡内有两根灯丝,一根是功率较小的近光灯丝(主要用于照亮前方较近的路面),另一根是功率稍大的远光灯丝(主要用于照亮前方较远的路面)。当控制手柄拨到“近光”位置时,近光灯丝正常发光;当控制手柄拔到“远光”位置时,近光灯丝和远光灯丝同时正常发光。该灯泡上标有“l2V 60W54W”的字样,通过计算回答: (1)当控制手柄拨到“近光”位置时,通过近光灯丝的电流多大? (2)近光灯丝正常发光时的电阻多大? (3)小明爸爸驾车在郊区道路上行驶,将控制手柄拨到并保持在“远光”位置5分钟,这段时间内一个照明大灯消耗的电能是多少焦?(4)说明这种灯泡内两根灯丝在电路中的连接方式,并简述理由。解:(1)当控制手

14、柄拨到“近光”位置时,只有近光灯丝工作,且P近=54W由公式P=UI得:通过近光灯丝的电流 (2)由公式得I=得:近光灯丝正常发光时的电阻 R近= (3)当控制手柄拔到“远光”位置时,近光灯丝和远光灯丝同时正常发光. 总功率:P=P远+P近=60W+54W=114W ;t=5min=300s. 由公式P=得:这段时间内一个照明大灯消耗的电能W=Pt=114W300s=34200J (4)这种灯泡内两根灯丝是并联的。因为近光灯丝既可以单独正常发光,也可以和远光灯丝同时正常发光,所以它们是并联的。8、如图甲是一种“闯红灯违法证据模拟记录器”的工作原理图,当光控开关接收到红光时,开关自动闭合,且当压

15、敏电阻受到车的压力,它的阻值变化(变化规律如图乙所示)引起电流大于或等于0.06A时,继电器的衔铁就被吸下,工作电路中的电控照相机工作拍摄违规车辆。光控开关未受到红光照射自动断开,衔铁没有被吸引,工作电路中的指示灯发光。已知控制电路电压为6V。(g取10Nkg)求:(1)一辆质量为400kg的车闯红灯时,控制电路中的电流恰好是006A被拍照。此时压敏电阻的阻值是多大? (2)电磁继电器线圈电阻是多少?(3)一辆质量是1.2t的汽车违规闯红灯时压敏电阻消耗的电功率是多少?(4)图丙是一种“超速违法证据模拟记录器”的示意图。如果某一路段要求时速不超过60kmh,当汽车先后通过两个感应线圈上方的时间

16、间隔小于0.5s时,拍摄系统才会被激活而拍下超速汽车的照片。则两个线圈之间的距离应设计为多少?解:(1)400kg的车对压敏电阻的压力: F1=G1=m1g=400kgl0Nkg=4000N 由图像可知,此时压敏电阻的阻值是:R1=90 (2) I= 此时控制电路中的总电阻: R=100 继电器线圈的电阻:R线圈=R-R1=100-90=10 (3)1.2t的车对压敏电阻的压力: F2=G2=m2g=1200kgl0Nkg=12000N 由图像可知,此时压敏电阻的阻值是:R2=30 此时控制电路中的电流: I=0.15A U2=I2R2 =IR2=0.15A30=4.5V 此时压敏电阻消耗的电

17、功率: P2=U2I2=4.5V0.15A=0675W (4)v=60kmh=16.7ms 两个感应线圈之间的距离:S=vt=16.7ms0.5s=8.35m 说明:第四问结果为8.33m也对。 9、小伊妈妈为了改善早餐的营养,买了一台全自动豆浆机,如图A所示图B是豆浆机的主要结构:中间部位是一个带动刀头的电动机,用来将原料进行粉碎打浆;外部是一个金属圆环状的电热管,负责对液体加热煮沸图C是这个豆浆机的主要技术参数图D是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作的“Pt”图象(1)豆浆机正常工作时,通过电热管的电流是多大?(2)若实际电压为200V时电热管的实际功率是多少?(3)豆

18、浆机正常工作做一次豆浆,总共消耗的电能是多少度?解:(1)P=UI电热管正常工作的电流为I=5.5A;(2)I=U/R电热管的电阻为R=40电热管的实际功率为P实=1000W;(3)由“Pt”图象可知,豆浆机正常工作做一次豆浆,加热时间是12min,电机打浆时间是2min,P=W/t,豆浆机正常工作做一次豆浆消耗的电能:W=P1t1+P2t2=1210W720s+120W120s=885600J=0.246kWh答:(1)豆浆机正常工作时,通过电热管的电流是5.5A;(2)若实际电压为200V时电热管的实际功率是1000W;(3)豆浆机正常工作做一次豆浆,总共消耗的电能为0.246kWh10、

19、某物理兴趣小组探究电子磅秤的工作原理,设计图l5甲所示的电路,主要部件是电流表A和压力传感器R1(相当于电阻值随受到的压力大小而变化的可变电阻),压力传感器R1与受到的压力F的关系如图l5乙所示,秤盘与压杠质量均忽略不计。电源电压U=12V,R2=18。求: (1) 秤盘上不放重物时压力传感器的电阻R1=30,此时电流表示数是多少A? R2消耗的功率是多少W?(2) 电流表示数为0.5A时,秤盘上物体重为多少N?解:(1)由甲图可知,R1和R2串联, 电路总电阻: R=R1+R2 =30+18=48 R2消耗的功率: P2=I2R2 =(0.25A)2l8=1.125W(或1.13W) (2)

20、 电流表示数为0.5A时,电路的总电阻:R=24R1=R-R2=2418=6由图乙可知,G=F=40N.11、现有四个电学元件:电流表A、电压表V、阻值为4W的电阻R1和阻值为6W的电阻R2某物理兴趣小组要设计四个不同的电路,如图甲、乙、丙、丁所示,要求每个电路必须用到上述四个元件中的任意三个,每个电路消耗的总功率分别为P甲、P乙、P丙、P丁,且P甲P乙P丙P丁电源电压恒为6V,各元件无故障且电路都能正常工作(1)甲电路如图所示,闭合开关,问:该电路中电流表示数I甲及电路消耗的总功率P甲分别是多大?(2)请你按要求完成另外三个电路的设计(将元件符号填入图中即可)解:(1)由欧姆定律得:I1=

21、1.5A ,I2=1A I甲=I1+I2= 1.5A+1A = 2.5A P甲=U I甲=6V2.5A = 15W 说明:也可算出总电阻,再算出总电流,最后计算总功率。(2) 根据P=U2/R可知,电压一定时,总功率与总电阻成反比;已知P甲P乙P丙P丁,则总电阻的关系是R甲R乙R丙R丁(即甲并联,乙单独接R1,丙单独接R2,丁图R1与R2串联),再考虑元件的连接无故障并使电路正常工作。设计的电路如图所示乙丙丁12、把一个规格为“6V 3W”的小灯泡与一定值电阻R串联,如图甲所示,电源电压为9V不变,此时小灯泡恰好正常发光,不考虑小灯泡电阻受温度的影响求(1)小灯泡正常发光时的电阻;(2)定值电

22、阻R的阻值;(3)若将它们并联在另一电压为U的电源两端,如图乙所示,此时小灯泡的实际功率恰好是其额定功率的1/4,则通电5min,定值电阻R产生的热量解:(1)灯泡正常发光时的电压为6V,功率为3W,根据P额=U额2/RL,可得灯泡正常发光时的电阻:RL=U额2/P额=(6V)2/3W=12.(2) 因为此时小灯泡恰好正常发光,电路中的电流恰好等于其额定电流,I=I额=P额/U额=3W/6V=0.5A根据串联电路的电压特点,可计算定值电阻两端电压:UR=UUL=9V6V=3V定值电阻R的阻值:R=UR/I=3V/0.5A=6(3) 乙图灯泡L与定值电阻R并联已知此时小灯泡的实际功率恰好是其额定

23、功率的1/4,即P实=P额/4=3W/4=0.75W根据P实=U实2/RL可得,0.75W=U实2/12,解得U实=3V.并联电路中各支路两端的电压相等,通电5min,定值电阻R产生的热量:QR=WR=t=t=560s=450J13、如图甲所示是某生产流水线的产品输送计数装置示意图其中S为激光源;R2为保护电阻;R1为光敏电阻,每当产品从传送带上通过S与R1之间时,射向光敏电阻的光线会被产品挡住,R1阻值变大,现让水平传送带匀速前进,输送边长为0.1m、质量为0.6kg的正方体产品,光敏电阻两端的电压随时间变化的图象如图乙所示(1)求此产品对传送带的压强(g取10N/kg);(2)从图中读出每

24、一产品受到激光照射的时间,并求出产品的运动速度;(3)已知电源电压恒为6V,保护电阻R2的阻值为40,求传送带输送产品过程中光敏电阻1h消耗的电能解:(1)产品对传送带的压力F=G=mg=0.6kg10N/kg=6N,产品对传送带的压强P=600Pa;(2)已知射向光敏电阻的光线被产品挡住时,R1阻值变大,其两端电压将变大.由图象可知,无光照射的时间t=0.2s,产品受到激光照射的时间为0.4s.产品的速度v=0.5m/s;(3)R1与R2串联,有激光照R1时,由图象可得U1=2V,U2=UU1=6V2V=4V,I=0.1A,R1无激光照时,由图象可得U1=4V,U2=UU1=6V4V=2V,

25、I= =0.05A,由图象可知:每经过0.6s,就有一个产品通过计数装置,其中0.4s有光照射,电阻R1消耗的电能W1=U1It1=2V0.1A0.4s=0.08J;其中0.2s无光照射,电阻R1消耗的电能W1=U1It2=4V0.05A0.2s=0.04J;因此每经过0.6s,电阻R1消耗的电能为W=W1+W1=0.08J+0.04J=0.12J1h=3600s,则光敏电阻R1在1h内消耗的电能为W总=0.12J=720J14、(2013山东聊城市)如图所示电路中,电源电压不变,R1=20,滑动变阻器R2的最大阻值为60,小灯泡L的额定电压为5V,电流表的量程(00.6A或03A)。只闭合S

26、2时,电流表的示数为0.4A;只闭合S3,且变阻器的滑片P在正中点时,电流表的示数为0 .3A。(不考虑温度对灯丝电阻的影响)(1)电源电压和灯丝电阻。 (2)只闭合S3时,要使小灯泡L正常发光,变阻器 R2连入电路的阻值。 (3)闭合S1、S2、S3,为保证不损坏电流表,变阻器R2的阻值可调范围和电流表的变化范围。解:(1)设电源电压为U,灯丝的电阻为RL, 只闭合S2时, R1与L串联,U=I1(Rl+RL)=0.4A(20+RL) 只闭合S3时, R2与L串联,U=I2(+RL)=0.3A(30+RL) 联立、解 得U=12V , RL=l0 .(2)只闭合S3时,若L正常发光,IL=0

27、.5A所以R2=14(3)当闭合S1、S2、S3时,R2与 R1并联,电流表测总电流.R2最大时,总电阻最大,电流表示数最小.Imin=I1+I2=+=+=0.8A 所以电流表接03A的量程 R2最小时,总电阻最小,电流表示数最大,最大为3A.由于R1的电阻不变且电压也不变,所以通过的电流I1也不变,恒为0.6A.电流表示数为3A时,=I-I1=3A-0.6A=2.4A,所以=5 即R2取值范围为560,电流表的示数范围为0.8 A3 A或3 A0.8 A.说明:本题第三问也有其它解法。15、PTC是一种新型的半导体陶瓷材料,它的发热效率较高,PTC材料的电阻随温度变化而变化。如图甲所示的陶瓷

28、电热水壶就使用了这种材料,它的工作电路如图乙所示,电源电压为220V,R0是定值电阻,其阻值不受温度变化的影响,RT是PTC的电阻。电热水壶在刚开始工作时,RT为24,电路消耗的总功率1100W。 求:(1)R0的阻值为多少? (2)当RT的温度为100时,RT电阻边为180,RT的实际功率为多少?解:(1)电热水壶刚开始工作时,RT为24,RT与R0串联,由P=U2/R得电路总电阻R总=U2/P=(220V)2/1100W=44R0的阻值:R0=R总RT =4424=20(2) 当RT的温度为100时,RT电阻边为180电路总电阻R总=RT +R0=180+20=200电路中的总电流I=U/

29、R总=220V/200=1.1ART的实际功率:P =UTI=I2RT=(1.1A)2180=217.8W16、如图18所示电路,电源电压为6 V且保持不变,电阻R1=30 ,电流表A仅有一个00.6 A的量程。(1)求通过电阻R1的电流;ASR2R1P图18(2)滑动变阻器R2的滑片P在最右端时,R2消耗的功率为0.72 W,求R2的最大阻值;(3)在保证电流表安全工作的情况下,R2连入电路的最小阻值是多少?解:(1)由图可知,R1与R2并联,R1两端的电压:U1=U2=U=6V通过电阻R1的电流:I1=U1/R1=6V/30 =0.2A(2) 滑动变阻器R2的滑片P在最右端时,R2接入电路

30、的阻值最大,由P2=U22/R2得R2=U22/P2=(6V)2/0.72W=50(3) 为保证电流表安全工作,电流表示数最大0.6A(即I总m=0.6A)因为R1两端的电压不变,其阻值也不变,所以通过R1的电流I1恒为0.2A.通过滑动变阻器R2的最大电流:I2m=I总mI1=0.6A0.2A=0.4AR2连入电路的最小阻值:R2min= U2/I2m=6V/0.4A=1517、某水果自动筛选装置(如图所示),它能将质量小于一定标准的水果自动剔除。其原理如下:传送带上的水果经过检测点时,使压敏电阻R的阻值发生变化。AB间的电压也随之发生改变。当UAB3V时,机械装置启动,将质量不达标的小水果

31、推出传送带,实现自动筛选功能。已知:电源电压为12V,R0=20,压敏电阻R的阻值随压力变化关系如图所示。求:(1)当检测点上没有水果时,电路中的电流是多大?(2)不同等级的水果筛选的质量标准是不同的。请你对电路进行改进,使该装置能够方便筛选不同水果。(3)当压力改变时,压敏电阻R的最大功率是多少?此时在检测点上的水果质量是多少?(提示:y=a(xb)+c,则顶点yc)解: (1)由电路图可知,R与R0串联. 无水果时,F=0N,由图像可得R=100,电路中的总电流: =U总/(R+R0)12V/(10020)A0.1A(2)在电路中串一个滑动变阻器。(其它改进有理也可)(3)压敏电阻R的功率

32、:P=UI=(U总U)I(12IR0)I(1220I)I=20(I0.3)+1.8当I=0.3时,P最大1.8W此时压敏电阻两端电压:U=P最大/I1.8W/0.3A6V压敏电阻的阻值:R=U/I =6V/0.3A20由图像可知R=20时,F=5NG=F=5NmG/g5N/(10N/kg)0.5kg说明:第三问还有其它解法,都要用二次函数求最值。18、如图(甲)所示是生活中常见的自动加热、保温的电水壶,它的铭牌如下面表格现将它接在220V的电压下工作额定电压220V频率50Hz容积6L加热功率1000W保温功率40W(1)如图(乙)所示为电水壶的电路图,其中R0是电热水壶中的电热管,R是与电热

33、水壶的电热管串联的电阻,S是一个自动切换的温控开关,此热水壶是在热胆中储水,由电热管加热工作的,请根据电路图判断:当温控开关闭合还是断开时,电水壶处于加热状态(2)按铭牌上所标电水壶的加热功率、保温功率,计算R0和R的阻值分别是多少?(3)当它处于加热状态时,如果消耗的电能全部用来加热水,使热胆中2kg、20的水温度升高到90至少需要多少时间?解:(1)由电路图知:当温控开关闭合时,电阻R短路,R0接在电源两端,此时消耗的功率为P1=;当温控开关断开时,电阻R和R0串联在电源两端,此时消耗的功率为P2=因为U一定,R+R0R,所以P1P2,即温控开关闭合时,电水壶处于加热状态(2)P=电阻R0

34、的阻值为R0= = =44;保温状态下的电路总电阻为R串= = =1210,电阻R的阻值为R=R串R0=121044=1166;(3)水吸收的热量为Q=cmt=4.2103J/(kg)2kg(9020)=5.88105J,P=W/t=Q/t电热壶的加热时间为t=588s19、如图21所示,电源电压保持不变,定值电阻R=20,滑动变阻器的最大阻值是12,灯泡的额定电功率为2W。 (1)当只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片P位于最左端a时,电流表的读数为0.3 A,求:电源电压U;(2)保持滑动变阻器滑片位置不变,再闭合开关S2,灯泡恰好正常发光,求:灯泡的电阻RL;(3)当断开S1,闭合S2,将滑片P移至最右端b,求:此时灯泡所消耗的电功率PL。解:(1)当只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片P位于最左端a时,电路只有R工作.电源电压:U=IR=0.3A20=6V(2) 保持滑动变阻器滑片位置不变,再闭合开关S2,R与L并联.此时灯泡恰好正常发光,所以有U额=U=6V根据P额=U额2/RL,可得灯泡的电阻:RL=U额2/P额=(6V)2/2W=18.(3) 当断开S1,闭合S2,将滑片P移至最右端b,灯L与变阻器的最大阻值串联.电路中的电流:I=U/(RL+Rm)=6V/(18+12)=0.2A此时灯泡所消耗的电功率:PL=I2RL=(0.2A)218=0.72W

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