1 电学压轴题3 如图 31所示，电源两端的电压保持不变，滑动变阻器的最大电阻Rab=12，当开关 S1闭合，S2断开，滑片 P 滑到 b 端时，电压表的示数为U1，灯 L 消耗的功率是其额定功率的91；当开关 S1、S2同时闭合，滑片 P 滑到 a 端时，电流表的示数为2A，此时电阻 R0的电功率为12W，电压表的示数为U2，且 U2U1=21，求：（1）当开关 S1、S2 同时闭合，滑片 P 滑到 a 端时，电压表的示数；（2）灯 L 的额定功率答案3. （1）当开关 S1闭合， S2断开，滑片 P 滑到 b 端时，等效电路如图甲所示，当开关 S1、S2 同时闭合，滑片P滑到 a 端时，等效电路如图乙所示，根据题意，由图甲可得，)(1LababRRRUU 由图乙可得，)(222abRRUIUP 将联立，且将U2U1=21，Rab=12， I =2A，PR2=12W代入，解得 U= U2=12V RL=12 （2）当开关 S1闭合， S2断开，滑片 P滑到 b 端时，灯 L 消耗的功率 PL/=91PL，则IL/=31IL，IL=3 IL/=3LabRRU=1.5A，PL=I2 RL=27W 4 如图 24 所示，电路中电源两端电压保持不变，滑动变阻器的最大阻值为R。将滑动变阻器的滑片 P 置于 A 端，只闭合开关S1 时，电压表 V1 的示数为 U1，电压表 V2 的示数为U2；将滑动变阻器的滑片P置于 B 端，仍只闭合开关S1时，电压表 V1 的示数为 U1 ，电压表 V2 的示数为 U2 ， R1 消耗的电功率为0.72W。 已知 U1： U1 = 4 ： 7， U2： U2 = 2 ： 1， R2=12。（1）求 R1 的阻值；（2）当滑动变阻器的滑片P 置于 B 端时，闭合开关 S1、S2、S3，通 过计算说明电流表能否使用0-3A 这一量程进行测量。答案4. 将滑片 P 置于变阻器的 A 端，只闭合开关S1时，等效电路如图 1 所示；将滑片 P置于变阻器的 B端，只闭合开关S1时，等效电路abAS2图 31S1R0LRP精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 5 页2 如图 2 所示；开关 S1、S2、S3都闭合时，等效电路如图3 所示。（1）由图 1、图 2 得：II= 22UU= 12（2）由21UU=）（311RRIIR74，得5231RR由于电源电压不变，有：II=221321RRRRR， 得3221RR， 所以 R1=2R2/3=8（2）滑动变阻器的最大阻值为R3=125R=20，由 P1= I 2 R1 得 I =0.3A所以电源电压U总= I (R1+ R2+ R3)=12V，图 3 中I1=1RU总=1.5A；I3=3RU总=0.6A 通过电流表的电流为I1+I3=2.1A，没有超过电流表的量程，可以使用5 如图 30所示电路电源两端电压保持不变，灯L 标有“6V 6W ”字样。只断开开关 S1时，电压表的示数为 U；只闭合 S1 时，电流表的示数为I；开关全断开时，电压表的示数为U ，电流表的示数为 I ，灯 L 的实际功率为 1.5W。已知 UU 75，II 21。不考虑灯丝电阻 RL 的变化。求：定值电阻R2 的电阻值和电路消耗的最大功率。答案5. 只断开 S1、只闭合S1和开关都断开时电路连接分别如下（甲） 、（乙）和（丙）图所示。灯丝电阻不变，RLLLPU2W6V6V66在（乙） 、 （丙）两图中，电源电压不变，II221RRRRRLL12R1RL+R2在丙图中，UULLRRRRR121LLRRRR2222257R234RL346 8精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 5 页3 所以 R1RLR26814I LLRP6W5. 10.5A UI ( R1RLR2) 0.5A(1468)14V 只断开开关 S2时（电阻R2单独接入电路时），电路消耗电功率最大P222RU8V14V1424.5W 6 如图 24所示电路， 灯 L1 和 L2 分别标有 “6V 0.2A” 和“2V 0.2A ”。电源电压及灯丝电阻保持不变。当开关S1、S2、S3 闭合，S4 打开时，灯 L1 恰能正常发光。当开关S1、S2、S4闭合， S3 打开，滑动变阻器的滑片P 位于 a 点时，灯 L1 也能正常发光；滑动变阻器的滑片P 位于 b 点时，灯 L1 的功率是额定功率的1/4；当开关 S1、S3闭合， S2、S4打开时，灯 L1 的功率是额定功率的16/25。求：（1）电源电压（2）电阻 R2 的阻值（3）滑动变阻器滑片P 位于 a 点和 b 点时接入电路的电阻阻值（4）电流表在以上状态中的最大电流和最小电流答案6. 由 I U / R，灯 L1和灯 L2的灯丝阻值分别为：RL1U1 额定/ I1 额定6V/0.2A =30 RL2 =U2 额定/ I2 额定2V/0.2A =10 当开关 S1、S2、S3闭合，S4打开时，等效电路如图 1 所示由已知和欧姆定律可得：U I1 额定（RL1R2）当开关 S1、S2、S4闭合，S3打开，滑动变阻器的滑片 P位于 a 点时和滑动变阻器的滑片 P位于 b 点时，等效电路如图2 和图 3 所示由已知和欧姆定律可得：U I1 额定（RL1Ra）U Ib（RL1Rb） 由 PI2/ R ，灯丝电阻不变，得 : P额定/ PbI1 额定2/ Ib2Ib2 PbI1 额定2/ P额定（P额定/4 ）（0.2A）2/ P额定0.01A2Ib0.1A 当开关 S1、S3闭合， S2、S4打开时，等效电路如图4 所示由已知和欧姆定律可得：U I4（RL1RL2R2）由 PI2/ R ，灯丝电阻不变，得 P额定/ P4 = I1额定2/ I42I42 P4I1 额定2/ P额定（ 16P额定/25 ）（ 0.2A）2/ P额定160.04/25A2 I4 0.16A 由式得：S1A L2L1S2P S3 R1 R2 S4图 1 L1R2U I1额定L1图 2 U RaIbL1U Rb图 3 L1L2I4 R2图 4 U 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 5 页4 图 25 图（ 4）I1 额定（RL1R2） I4（RL1RL2R2）0.2A(30 R2) 0.16A(3010 R2)，解出： R210U I1 额定（RL1R2）0.2A(3010) 8V 由可得：I1 额定（RL1R2） I1 额定（RL1Ra）Ra= R210由可得： I1 额定（RL1Ra）= Ib（RL1Rb）0.2A(3010) =0.1A (30Rb) ，解出：Rb50当开关 S1、S2、S3闭合，S4打开时，电流表通过电流最小为0 当开关 S1、S2、S4闭合， S3打开，滑动变阻器的滑片P 位于 a 点时，电流表通过电流为 0.2A；滑动变阻器的滑片P位于 b 点时，电流表通过电流为0.1A 当开关 S1、S3闭合， S2、S4打开时，电流表通过电流为0.16A 所以，当开关 S1、S2、S4闭合， S3打开，滑动变阻器的滑片P 位于 a 点时，电流表通过电流最大为0.2A。7（08 宣武一模） 如图 25 所示的电路实物连接示意图中，电源两端电压不变，灯电阻不变。滑动变阻器的最大阻值为 R1。当滑动变阻器的滑片P 在 B 端，只闭合 S2 时，电压表 V1 示数为 U1， 电流表示数为 I1； 滑片 P 在 B 端，开关都断开时，电压表V2 示数为 U2，滑动变阻器的功率 P1=2W；当滑片在 A 端，只闭合 S1 时，灯泡正常发光， 电流表的示数为 I3。 已知 U1U2=53， I1I3=23；电阻 R2=9 。求：（1）灯的额定功率 PL0；（2）电源电压 U ；（3）电源不发生短路的情况下，通过不同变化，电路消耗的最大功率Pmax。（请画出相关电路状态的等效电路图）答案7. （1）当滑片 P 在 B 端，只闭合 S2 时，电路如图（ 4）甲所示；当滑片P 在 B端，且 S1、S2都断开时，电路如图（ 4）乙所示；当滑片 P在 A端，只闭合 S1时，电路如图（ 4）丙所示。U1=U总U / UU总 / U5/3 U总/ U 5/2 ( R RR) / R1-P总/ P1U总/ U15 / 2 P总5P1/2 5 /2 5由甲、乙图可知 U总一定，则：I 1 / I 3 2/3 RL/ ( R1R2) R/( R RR) 2/5 -由、式得：RR1R218，P2 P 总/5 2 5 / 5 2由丙、乙图可知：灯的电阻RL一定， U总/ UL5/2 PL0 / P L( U总 / UL)2 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 5 页5 PL025P L /4 252W / 4 = 12.5W （2） UUL0PL0RL 12.5W 18 =15V （3） 当 P在 A端，只闭合 S2时，电路中电阻值最小，电路如图丁所示：Pmax= U 2 / 2(15V)2 / 9 = 25W 8（08石景山二模）如图23 所示，电路中的总电压和灯L 的电阻保持不变，两电阻左为R2，右为 R1，电阻 R2 的阻值为 10 。当闭合开关 S1，断开开关 S2 和 S3时，灯 L 正常发光，电流表示数为 I；当闭合开关 S1、S2，断开 S3 时，电流表示数为I ，且 I:I =3:5；当闭合开关S3，断开 S1、S2 时，灯 L 的实际功率为其额定功率的91，电阻R1 消耗的功率为 0.3W，求：（1）灯 L 的额定功率；（2）电源电压。答案 8. 如图所示由图甲、乙：53LRRII并231LRR由图丙：2311LLRRPPWPPL2.0321WWPPLL8.12.099又91LLPP31UUL2131RRRURULL代入得： RL=20U =VWRPLL6208 .1图 23 AVL S3 S1 S2 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 5 页