初中物理电学难题及解析.doc

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10Ｗ，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+3RC=2R３+2R12R３=R1+3RC…………………………①电源两端电压一定，在甲、乙电路中，根据U=IRI1（R３+RB）=I2（R３+R1）3RB=2R３+5R1…………………………②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…………………….……③根据①②③式，可得：R3＝2RC在丙电路中，电流一定，P=2PC=2×10Ｗ=20Ｗ1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R1＝15，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I1＝0.4A；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I2。若U1∶U2＝7∶10，I∶I2＝2∶1。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UR1R2UIU1R1R2UI2RLI1RLSHAPE\*MERGEFORMAT甲乙丙∵=即=∴图乙中=；=……①………1分又∵=∴=……②则得：=；则=；R2=6Ω…………1分将R2=6Ω代入①式得：RL=9Ω…………2分由图乙：U＝I(R1＋R2＋RL)＝0.4A×(15＋6＋9)＝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R３。当滑动变阻器的滑片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4W。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，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：==R３=2R2－3R1∴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