北京中考物理练习--电学压轴题--配详细答案.doc

1如图23所示电路,电源两端电压为12V且保持不变,灯丝电阻也不变。灯L1与灯L2电阻之比,将开关S、S1闭合时,消耗的功率为1W,电压表的示数为，电路消耗的总功率为P总;将开关S、S2闭合时,消耗的功率为4W,电压表的示数为,电路消耗的总功率为。请你解决下面问题:（1）画出图23的等效电路图;（2）求灯L1的电阻值;（3）求P总与之比。R 4R 3S 1图23S 2S L 2L 1解：（1）等效电路图如图所示 2分（2）当开关S、S1闭合时,如图所示三用电器串联 =1W 当开关S、S2闭合时,如图所示两用电器串联=4W 2分将数值带入以上公式，可解得R1=8， 1分R2=24，R3=16，R4=16（两式1分，两式1分，算出电阻R1的值1分（3）当开关S、S1闭合时,电路消耗的总功率与开关S、S2闭合时电路消耗的总功率之比： = = 1分2小阳同学在科技月制作了一个多档位电热器模型。为了分析接入电路的电阻对电热器的电功率的影响，他将电表接入电路中，其电路如图23所示，电源两端电压不变，R1=30W。当开关S闭合，S1、S2 断开时，电压表示数为U1，当S、S1、S2都闭合时，电压表示数为U2，已知U1U2=38；两种状态时，R2消耗的功率最大值P大和最小值P小之比为41；R3的最小功率为0.9W。请你帮小阳完成下列问题。图23S2AR1R2R3SS1V画出上述两个状态的等效电路图； 计算电阻R2的阻值； 计算电源两端的电压；计算这个电热器模型中间两个挡位的功率分别是多少；计算电流表的最大示数是多少。（7分）I1I2I3IR1R2R3U解：两个状态的等效电路图：R2R1R3IUU1 当开关S闭合，S1、S2 断开时， 三电阻串联，各电阻消耗功率最小，三个开关都闭合时，三电阻并联，各电阻消耗功率最大，U2=UR1一定，= R2一定，=，=并联时， R2=R1=30W=40W串联时，=R3=10W I =0.3A U=I（R1+ R2+ R3）=0.3A（30W+40W+10W）=24V这个电热器模型中间两个挡位的功率 I1=I =0.3A=0.8A；I2=2I =20.3A=0.6A电流表最大示数为I1+I2=0.8A+0.6A=1.4A注：其他解法正确，可相应给分3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的电功率P。3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 = 210 = 204如图24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；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；图24- + (2)灯L的额定功率。RabR0U2U（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，Rab L IUU1 1分 解法二：根据题意，由图甲可得， 由图乙可得， 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/=PL，则IL/=IL，IL=3 IL/=3=1.5A，PL=I2 RL=27W 5. 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。求：（1）灯泡L的电阻；图19（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，所以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分图23V2V1L1L2R3R4SS3S1S2A6在如图23所示的电路中，电源两端的电压保持不变。当只闭合开关S和S1时，灯L1正常发光，电压表V1的示数U1与电压表V2的示数U2之比U1：U2=2：3，电阻R3消耗的电功率P3=2W；当只闭合开关S和S2时，电压表V1的示数为U1，且U1：U1=2：1，电阻R4消耗的电功率P4=2.5W。不计灯丝电阻随温度的变化，求： （1）在上述变化中，电流表前、后两次示数之比； （2）灯L1的额定电功率；（3）当所有开关全部闭合时，电路消耗的总功率。解：（1）设电源两端的电压为U，灯L1和L2的电阻分别为R1和R2。当只闭合开关S、S1时，电路如图1所示，此时电路中的电流为I1；当只闭合开关S、S2时，电路如图2所示，此时电路中的电流为I2。图2I2U1R1L1L2R2R4P4=2.5WU图1I1U2U1R1L1L2R2R3P3=2WU 比较图1和图2，因R2的电阻不变，根据欧姆定律有 U1=I1R2，U1=I2R2，所以电流表前、后两次示数之比。（2）依题意，对于图1所示的电路，根据串联电路的分压关系则有，解得。因为P3=I12R3=2W； P4= I22R4=2.5W所以，解得。比较图1和图2，因电源两端电压不变，所以根据欧姆定律有，解得R3=R1。因为R3=R1，所以在图1所示的串联电路中，P1=P3=2W，又因此时灯L1正常发光，所以灯L1的额定功率为2W。图3UR3R4（3）当所有开关全部闭合时，电路如图3所示。此时的总电阻R总=R1。1由图1可知，P3=2W，解得=32W。所以此时电路消耗的总功率2P总=38.4W。说明：其他解法正确的同样得分。7如图22所示的电路实物连接示意图中，电源两端电压不变，灯的电阻不变。滑动变阻器的最大阻值为R2。断开S1、S2，变阻器的滑片P移至最右端时，灯L恰能正常发光，滑片P移至最左端时，灯L的电功率PL是其额定功率的9/25，R2消耗的电功率为P2。当闭合S1、S2，变阻器滑片P移至最左端时，电流表示数为1.5A，R1消耗的电功率为6W。此时电路总功率P总P2=754。 （7分）求：（1）灯L的电阻RL与滑动变阻器最大阻值R2的比值； （2）闭合S1、S2，变阻器的滑片P移至最左端时，滑动变阻器消耗的电功率P2；（3）滑动变阻器的最大阻值R2 ；图22（4）灯L的额定电功率PL0。（请画出相关电路状态的等效电路图）7（1）当S1、S2都断开，滑片P在最右端时，电路如图甲所示；当S1、S2都断开，滑片P在最左端时，电路如图乙所示；当S1、S2都闭合，滑片P在最左端时，电路如图丙所示。-（三个等效电路图都正确得1分）（1）PL = 9 PLO /25， RL一定 I2 / I1= 3/5U/(L2): U/L3 :5 L32/2 L:23 /2 -（1分）（2）2U22/(L2)2 总6U2/2 24总 /75 由式得： -（1分）U22/(L2)2 (6U2/2)4/75 把L32/2 代入式整理得：U2/26/2 3 即：2U2/23 -（分）（3）总12总639 又总U I3 U 总/ I39/1.5A 6-（1分）2 U2/2（6）2/312 -（1分）（4）L 32/2312/ 18 L0U2L0/L（6）2/182 -（1分）S1 S2 A R3 R2 R1 V8如图所示，电源电压不变。当开关S1闭合S2断开时，电压表示数为4V，电流表示数为I1，电阻R2与R3的电功率之和为2.8W；当开关S1 、S2闭合时，电流表示数为I1，电阻R2的电功率为3.6W。求：（1）电阻R1的阻值。（2）电源电压。R 1R 2R 3R 1R 23.6WUU4VI1P12.8WI2解： 1分 1分 1分 1分 1分 1分R1R2S1S2P图199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，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10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。 I1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。11在图17所示的实物电路中，电源电压保持不变，电阻的阻值为10，当开关S闭合，滑动变阻器的滑片滑到b点时，电压表V1与V2的示数之比为57，电阻与消耗的电功率之和是消耗电功率的4倍。求：（1）请按实物电路的要求，画出当开关S闭合，滑动变阻器的滑片滑到b点时的完整电路图；（2）通过R1和R2的电流之比；（3）滑动变阻器的最大阻值；（4）滑动变阻器滑片在a、b两点时消耗的功率之比。（6分） bPv+315v+315SR1R2RV2V1a图17 PSV1V2R1R2Rb38题答图11（1）如图示。（1分）（2）当开关S闭合，因电阻R1、R2串联，所以通过电阻R1、R2的电流相等，即（1分）（3）当开关S闭合，滑动变阻器滑片移到b点时，变阻器接入电路的电阻最大，此时电阻R1、R2、Rab串联，电压表V1测R1、R2串联后两端的电压，V2测R1与Rab串联后两端的电压，因串联电路中电压与电阻成正比，所以有因串联电路中，电功率与电阻成正比，所以有（1分）解两式可得，。（1分）（4）当滑片移到a点时，变阻器接入电路的电阻，电阻消耗的电功率为；当滑片移到b点时，电阻消耗的电功率（1分）滑动变阻器滑片在a、b两点时R1消耗的功率之比为（1分）12如图22所示电路图中，电源两端电压保持不变。当开关S1、S2都断开，滑动变阻器的滑片P在某点C时，电压表V1、V2的示数之比为的示数为34，定值电阻R2消耗的电功率为18W。当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P移到某点A时，电压表V1、V2的示数之比为23，R2两端电压为U2。当开关S1断开、S2闭合时，电压表V1、V2的示数之比仍为23，R2两端电压为U2。求：U2U2；当开关S1、S2都断开，滑动变阻器的滑片P在某点C时，滑动变阻器消耗的电功率PC；当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P移到某点A时，滑动变阻器消耗的电功率PA。图2212当S1、S2都断开，变阻器的滑片P在C点时，电路连接如图甲当S1闭合、S2断开，变阻器的滑片P在A点时，电路连接如图乙当S1断开、S2闭合时，电路连接如图丙1分在乙图中，；U2U 在丙图中，；U2U总电压相等，所以 1分在丙图中，R1和R2串联， 1分在甲图中，R1、RC和R2串联，PC3P24P13P24P2P218W6W 1分在乙图中， 1分在甲图和乙图中，总电压不变，所以PAP2P218W16W 1分V1图26R1S1S2LV2ABCR3P13如图26所示的电路中，电源两端电压不变，灯的电阻不变。当开关S1闭合，S2断开，滑动变阻器的滑片P移到B端时，R1的电功率为P1，电流表示数为I1 ；当开关S1断开，S2 闭合时，R1 的电功率为 P1，电流表示数