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20.如图所示的电路中,电源两端电压U保持不变,小灯泡上标有“12V、6W”,定值电阻为R1 , 滑动变阻器的最大阻值为R2 , 忽略温度对电阻的影响,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至最右端时,电压表的示数为U1 , 小灯泡的实际功率为其额定功率的1/4;将滑动变阻器的滑片移至最左端时,电压表的示数为U2 , 小灯泡正常发光,滑片在变阻器左、右两端时电路消耗的总功率的变化量为ΔP,若U1:U2=3:2。则下列结果正确的是
A. R1=48Ω B. U1=24V C. U=36V D. ΔP=6W 【答案】D
【解析】【解答】闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至最右端(即阻值最大处)时,等效电路图如图1所示:
闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至最左端(即其连入电路中的电阻为0)时,等效电路图如图2所示:
①、∵U额=12V,P额=6W, ∴灯正常发光时的电阻为:
;
∴此时电路中的电流为: 即I1=0.25A;
∵在图2状态下,小灯泡正常发光, ∴此时电路中的电流为:
在图1状态下,U2=I2R1=0.5A×R1 , 即
,
,
在图1状态下,
②在图1状态下,U1=I1(R1+R2)=0.25A×(R1+R2),
解得:R2=2R1①。
②、在图1状态下,U=I1(R1+R2+RL)=0.25A×(R1+R2+24Ω)②, 在图2状态下,U=I2(R1+RL)=0.5A×(R1+24Ω)③, ①②③组成方程组,
解得:R1=24Ω,R2=48Ω,U=24V;
则电压表的示数U1为:U1=I1(R1+R2)=0.25A×(24Ω+48Ω)=18V。 ③、∵I1=0.25A,I2=0.5A,U=24V,
∴滑片在变阻器左、右两端时电路消耗的总功率的变化量为:△P=U△I=U(I2-I1)=24V×(0.5A-0.25A)=6W。
A、B、C不符合题意,D符合题意。 故答案为:D。
【分析】闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至最右端(即阻值最大处)时,灯泡L、电阻R1和R2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R1和R2两端的电压;将滑动变阻器的滑片移至最左端(即其连入电路中的电阻为0)时,灯泡L和电阻R1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R1两端的电压; ①、可利用公式R=计算出灯泡的电阻。在图1状态下,小灯泡的实际功率为其额定功率的,从而可利用公式I2=计算出此时电路中的电流I1;在图2状态下,小灯泡正常发光,可利用公式I=计算出此时电路中的电流I2。
②、知道在图1和图2状态下U1:U2=3:2,可利用公式U=IR列出一个电压的比值式,从而可以计算出电阻R1和R2的关系①。
③、在图1和图2状态下电源电压不变,可利用公式U=IR列出两个电源电压的灯饰②③,①②③组成方程组,便可以计算出电阻R1和R2的阻值,电源电压U.再在图1状态下,利用公式U=IR计算出电压表的示数U1。
④知道了电源电压,又知道图1和图1状态下的电流,可利用公式P=UI计算出滑片在变阻器左、右两端时电路消耗的总功率的变化量为△P。
21.如图所示的电路中,电源电压保持不变.闭合开关S,移动滑片,使电压表V1示数与电压表V2示数之比为2:1,此时R2的功率为P1;再次移动滑片,使电压表V1示数与电压
A. 1:4 B. 1:2 C. 1:1 D. 4:1 【答案】C
表V2示数之比为1:2,此时R2的功率为P2 , 则P1:P2为( ) 【解析】【解答】解:在第1种情况下,R2两端的电压U21=
U= ,R1两端的电压为
U11=U﹣ = ; 在第2种情况 下,R2两端的电压U22= = ,
根据电阻不变时,通过的电流与电压成正比, 所以,两种情况下通过R1的电流之比 = 故选C.
= × = .
=
U= ,R1的电压为U12=U﹣
= ,即两种情况下通过R2的电流之比;
【分析】首先求出两种情况下R2的电压之比,根据串联电路电压的特点,求出R1的电压之比,即可求出通过定值电阻R1的电流之比,即通过R2的电流之比,根据P=UI可求两种情况下R2的电功率之比.
22.如图所示,滑动变阻器的滑片P处于中间位置,闭合开关S,两个灯泡均能发光(假设灯丝电阻不变),此时,将滑动变阻器的滑片P向右移动,则( )
A. L1和L2都变亮 B. L1变暗,L2变亮 C. L1变亮,L2变暗 D. L1和L2都变暗 【答案】 B
【解析】【解答】解:由电路图可知,灯泡L2与滑动变阻器R并联后再与灯泡L1串联, 将滑动变阻器的滑片P向右移动,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,并联部分的电阻变大,电路的总电阻变大, 由I= 可知,干路中的电流变小, 由U=IR可知,L1两端的电压变小, 因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,
所以,由P=UI可知,灯泡L1的实际功率变小,L1的亮度变暗,AC不符合题意; 因串联电路中总电压等于各分电压之和, 所以,并联部分的电压变大, 因并联电路中各支路两端的电压相等, 所以,灯泡L2两端的电压变大,
由P= 可知,L2的实际功率变大,亮度变亮,B符合题意、D不符合题意。 故答案为:B。
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化和并联部分电阻的变化以及总电阻的变化,根据欧姆定律I= 可知电路中电流的变化和L1两端的电压变化情况,根据P=UI可知L1实际功率的变化,进一步判断其亮暗的变化;根据串联电路的电压特点可知并联部分电压的变化,根据并联电路的电压特点和P= 可知L2实际功率的变化,进一步判断其亮暗的变化.
23.下列用电器正常工作时电流最接近0.05安的是( )
A. 空调 B. 洗衣机 C. 电视机 D. 节能灯 【答案】D
【解析】【解答】家用电器的额定电压都是220V,若电流是0.05A,即此时的功率是:P UI
220V×0.05A
11W;
空调功率在1kW左右;洗衣机的功率500W左右;节能灯的功率在十几瓦左右;电视机在100W左右. 故答案为:D.
【分析】先由P=UI计算用电器的功率,再根据对常用电器的功率的认识判断即可.
24.将标有“8 V 8 W\的灯泡L1和“8 V 16 W\的灯泡L2接串连在12 V的电路中,闭合开关,不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法中正确的是( )
A. 灯泡L1、L2都能正常发光 B. 灯泡L1比灯泡L2亮 C. 灯泡L2比灯泡L1亮 D. 灯泡L1、L2一样亮 【答案】 B
【解析】【解答】根据规格计算电阻和电流分别为
,
常发光,此时的电流为
,
1A,L1的功率为
,
;若串联,L1可以正8W,L2的功率为
, 则L1比L2更亮,B符合题意。
故答案为:B.
【分析】根据灯泡的规格计算电流和电阻,利用串联电路电流相等分析电流大小,结合电流和电阻计算实际电功率,再比较亮度。
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