初中物理电学大题

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电学大题

1．如图20，电路中电源两端电压保持不变，滑动变阻器的最大阻值为R３。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耗费的电功率为0.21W。已知U1﹕U1′=7﹕8，U2﹕U2′=3﹕2，R2=9。（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，求电流表的示数。S2

S1

甲

V2

V1P

ABR3S3

R1

图201

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1．解：R1R21R3R2RR3I1P1R2I2U1U2U1′U2′IR11分UUU

U2（1）IR12U2I2R2I131分I22U1I1R1U1I2R1R373R1

82R1R2

R17R31分5

I

I

3

2

1R1RR322RR215R19R17

R19

R1211分

5（2）R3R15211577

2

P1I2R1

0.21WI2221

I20.1A

UI2R1R2R30.1A219154.5V1分UU4.5V4.5V1分I0.8AR2R3915

2

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2．如图24所示的电路中，电源两端的电压保持不变。闭合开关S、S1，当滑片P移至滑动变阻器R2的A端时，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，电流表A的示数为I1，滑动变阻器R2耗费的电功率V2V1当只闭合开关P2为3W。S，将滑片P移至滑动变阻器R2的中点时，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，电流表A的示数为PI2。闭合开关S、S1，当滑片P移至滑动变阻器R2的B端时，1S1电流表A的示数为I3，电阻R3的电功率为P3。R3AR2B已知U1＝4U1，U2＝4U2。求：AR15（1）电流I1与I2的比值。（2）电功率P3的大小。（3）经过断开、闭合开关及挪动滑动变阻器滑片SP，电路所耗费的最小电功率Pmin。（结果保留1位小数）图24

3

北京慧通文府培黎校区理化组2．解：当P在A端，闭合S、S1时,等效电路如图端，闭合S、S1时,等效电路如图3。R3R2/2R3R2P2I1U2U1I2’U2UU36题答（图1）36题答（图(1)I1U24R3U2,,,,,,,,,,,,,①I2U''12U2R3(2)U14U1',,,,,,,,,,,,,,,,,,②5U1I1R2,,,,,,,,,,,,,,,,,,,③U1'RR1),,,,,,,,,,,,,,,,I2(2④2解①②③④可得：2R1=9R2,,,,,,,,,,,,,⑤电源电压不变，有：UI1(R3R2),,,,,,,,,,,,,,,,⑥

R2UI2(R3R1),,,,,,,,,,,,,,⑦2由①⑤⑥⑦可得：R2=3R3当P在A端，都S、S2闭合时：2R2P2I1,,,,,当P在B端，都S、S2闭合时：2R3P3I3,,,,,

1；当P在中点，闭合S、断开S1时,等效电路如图2；当P在B

R1R3P3

I3U1’U2）36题答（图3）

,,,,,,,,,,,,（1分）

,,,,,,,,,,,,（1分）

,,,,,,,,,,,,,,,,（1分）

⑧

⑨

UI1(R2R3)I3R3I11,,,,,,,,,⑩I34联立⑧⑨⑩解得：P316P216W,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,（1分）3(3)当电路耗费的电功率最小时，电路中的总电阻最大，即：P在A端，S闭合、S断开，如图4为等效电路图则：1R3R2R1I

U

36题答（图4）P2222minUU2UP30.9W,,,,,,（1分）(R19R2R3)(3R33R3R3)35R33524

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3．如图18所示的电路中，电源电压坚固不变（忽视温度对电阻的影响）。当开关S、S1闭合，S2断开，滑动变阻器滑片P位于某点A时，电压表V1和V2的示数之比U1:U2=2：3，电流表示数为0.6A；当滑动变阻器滑片P位于’’闭合、S1’’’’右端时，电压表V1、V2示数分别为U1、U2；当开关S、S2断开时，电压表V1、V2示数为分别U1、U2。’’’’’’U1：U1=2：3，U2：U2=4：3.滑动变阻器的最大阻值为20Ω。求1）定值电阻R2的阻值

2）电源电压

（3）经过开关闭合与断开，调理滑动变阻器的滑片P的地点，电路耗费的最小功率。

S1R2V1

-315

V2L

－-315R3

S2

A

-电源

S－0.63－+－

图18

5

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3．解：画出各状态等效电路以下：开关S、S1闭合，S2断开，P位于某点A，如图（1）开关S、S1闭合，S2断开，P位于右端时，如图（2）当开关S、S2闭合，S1断开，如图（3）开关S、闭合，S1、S2断开，如图（4）

U1U2U1’U2’

I1=0.6ALR3AI2LR3=20Ω图（1）图（2）

U1’’U2’’

‘

I3LR2I4LR2R3图（3）图（4）I22'RL（1）U1IRU''33L1R3U2'I3432R2I2U''2312R21R312010（2）IRR2R2RI2L33L2

2R203R10

LL

RL10RLU12R3AU233RL315R3A10U220.6A101515V＝IR+R总1L3A2(15V)2U总5.625W（3）Pmin10R+R+R1020L23

6

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4．如图27所示电路中，电源两端的电压和灯丝的电阻均保持不变，定值电阻R1=25。只闭合开关S1时，灯L正常发光；只闭合开关S时，灯L的实质功率为其额定功率的1，R耗费的功率为0.5W；改变三个开关的状态，32

16

在保证R1工作的条件下，若R1耗费的最大功率和最小功率之比为4∶1。求：

1）灯丝的电阻R灯；

2）电源两端的电压U；

（请画出相关的等效电路图）

图27

7

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4．.解：

（1）只闭合开关S1时，电路结构如图1所示。

只闭合开关S3时，电路结构如图2所示。,,1分

P额R灯P实R灯R1R2R2AI额IR1UUAR1图1图2ULUI2R灯图3图4P实1由题意可知P额I额2R灯16，所以I额=4I,,,,①,,1分同时对于图1、2所示的两电路状态有

I额R灯=I（R1+R2+R灯）,,,,,,,,,,,,,②,,1分保证R1处于工作状态，有以下三种电路状况：第一，开关S3闭合，如图2所示；第二，开关S2、S3闭合，如图3所示；第三，开关S1、S2、S3均闭合，如图4所示。对图2、图3、和图4剖析可知，处于图2所示的状态时R1耗费的功率最小，记为P1小；处于图3、图4所示的状态时，R1耗费的功率等大，均为最大功率，记为P1大。所以依题意有PU2R14，解得R21大+R灯=25,,③,,1分1小(U21P)R1R1R2R灯联立上述三式，可解得：R灯=12.5，R2=12.5。,,1分（2）对图2所示电路状态有

2P2=IR2=0.5W，解得I=0.2A。对此电路状态依据欧姆定律有U=I（R1+R2+R灯）=0.2A×（25+12.5+12.5）=10V。,,1分8

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5．如图19所示的电路中，电源两端电压保持不变。只闭合开关S1，当滑动变阻器的滑片P位于A点时，电压表

Vl的示数U1为10V，电压表V2的示数U2为8V，电路中的电流为I1，电阻R1与此时滑动变阻器耗费的电功率

P1为4W；当滑动变阻器的滑片P位于B点时，电压表Vl的示数U1’，电压表V2的示数为U2’，电流表示数

为I2，电阻R1与此时滑动变阻器耗费的电功率P2为2.5W，且电压U1：U1’＝2：1求：

(1)电流I1与I2的比值；

(2)电源两端的电压U；

(3)当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片P位于最左端时，电路的电功率P3。

（6分）

1

R1

S2

P

R2

2

S1

图19

9北京慧通文府培黎校区理化组5．解：当只闭合开关S1时，滑动变阻器的滑片P位于A点时，等效电路如图19甲所示；当只闭合开关S1时，滑动变阻器的滑片P位于B点时，等效电路如图19乙所示；当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片P位于最左端时，等效电路如图19丙乙所示。,,,,,,,,（1分）U1=10vU1’R2R1RAR2R1RBR1I1I2I3UR2U=8vU’U’P2R2P2U=4W=2.5W12UU丙甲乙由图19甲、乙得：图19I1U12

I2=U1'=1

I1=P1=4W=0.5A∴I2=0.25AU28VUP2=2.5W=10V’=2I20.25AUU2I1=R2'=U8V=2解得：U=12VI2UU2U10V1R2UUU2=12V8V8R2=R2=I1I10.5AR1=UR1=U1UR2=10V4V12I1I10.5A由图19丙得：U2(12V)212WP2=12R1（其余解法正确的，均可相应得分）

,,,,,,,,（1分）,,,,,,,,（1分）,,,,,,,,（1分）,,,,,,,,（1分）,,,,,,,,（1分）

10

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6．如图21所示，电源电压保持不变。只闭合开关S1时，电压表V的示数为U1，电阻R1耗费的功率P1为1.8W；

只闭合开关S2、S3时，电压表V的示数为U2，电流表A1和A2的示数分别为I1和I2；全部开关都闭合时，电流

表A2的示数比I2增添了0.9A。已知U1∶U2＝1∶3，I1∶I2＝4∶1，求电源电压及开关都闭合时电阻R3耗费的电

功率。11

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6．

解:只闭合开关S1时，等效电路如图甲所示

只闭合开关S2、S2时，等效电路如图乙所示闭

合开关S1、S2、S2时，等效电路如图丙所示

I2

I2＋0.9AU1I1UU＝U2U甲乙丙4由1＝

I21

RII得：2＝12＝33I21R由R1＝U11＝R1R2R3U23

R得：1＝2

R3由U12＝1.8WU2＝0.9AUR1R1U

1

2

1

3

R1＝1.8W×9×1得：U2＝1.8W×9×U20.9A

18V

R的功率P＝U2＝3U1＝18×U133222＝18×1.8W＝32.4WR31R12R1

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7.图19所示的电路中，电源两端电压U保持不变。当滑动变阻器的滑片P置于a端时，

闭合开关S，电压表的示数为U1，电流表的示数为I1，电阻R1耗费的电功率P1=4W，电阻R2耗费的电功率为

P2；当滑动变阻器的滑片P置于距a端2/3时，电压表的示数为U2，电流表的示数为I2，电阻R2耗费的电功′

率为P2。已知P2:P2

2）滑动变阻器滑片

3）滑动变阻器滑片

′

=4:9

在

在

，U1:U2=4:3。求：（1）I1与I2的比值；R1a端时，R3耗费的功率；b端时，R2耗费的功率。R2

P

S1

aR3b

S

图19

13

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7.解：（1）当滑动变阻器的滑片P置于a端时，电路如图甲所示；

当滑动变阻器的滑片P置于距a端2/3时，电路如图乙所示；滑动变阻器

滑片P在b时，电路如图丙所示。P1=4WP2P2’

I1R1R2R3I2R1R2R3/3I3U1U2UU图甲图乙,,,,,,,,

（2）由图甲和图乙：∵R2必定∴I1P242,,,,,‘I2P293∵U14∴I1(R2R3)2(R2R3)4U23I2(R21313R3)(R2R3)R331,,,,,①,,,,,,,,∴2R33又∵U必定1IR1R2R33R12R22∴1I2R1R2R3R14R23∴R12,,,,,②,,,,,,,,R21R1由①②式得2P1R33由图甲：2I1R1R12P3I2R3R313P33P134W6W,,,,,,,,22（3）由图甲和图丙：I1R1R21I3R1R2R3222∴P1I1R1121''I3R2212P∴P2''2P124W8W,,,,,,,,1分

P2’’

R1R2

U

图丙

1分

1分

1分

1分

1分

14

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8．如图22所示，电源两端电压不变，电阻R1的阻值为4Ω。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P位于左端时，电

流表的示数为I1，电压表V1的示数为U1，变阻器的功率为P1，R2的电功率为1W。当滑动变阻器的滑片P位

于中点时，电流表的示数为I2，电压表V2的示数为U2，变阻器的功率为P2。已知：U1=U2，P1：P2=8：9。求：

（1）电流表的两次示数之比I1：I2；

（2）电阻R2的阻值；

（3）挪动滑动变阻器的滑片，电路所耗费的最大电功率P最大。

V2

R2V1S

P

R3

R1

图22

15

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8.解：闭合开关S，当滑片P位于左端、中点和右端时，等效电路分别如

图甲、乙、丙所示；

U1P1P2甲=1WP2P最大R1＝4ΩR3R2R1＝4ΩR3/2R2R1＝4ΩR2I1I2U2I3UUU图甲图乙图丙（1）由图甲、乙：P1I12R38解得：I12P2I22(R3/2)9I23（2）由图甲、乙：∵U必定∴I1R1（R3/2）R22①,,,I2R1R3R23又∵U1=U2∴I1R2(R3/2)2,,,,②I2R1R33由①、②式联立，将R1=4Ω代入解得：R2=6Ω，R3=20Ω（3）当滑片P在右端时，电路的总功率最大.由图甲、丙：∵U必定∴I1R1R2I3R1R2R3将R1、R2、R3值代入解得：I11I33I2(R1R2)3264315W∴P最大P2甲1WI2R161216

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9.如图24所示电路，电源两端的电压保持不变。R1是定值电阻，其阻值是6Ω，R2是滑动变阻器，小灯泡L的铭牌上标有“6V3W”。当闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P在a端时，灯泡恰好正常发光，此时定值电阻的功率是P＝1.5W；调理滑片P的地点使其位于b点时，灯泡的实质功率是P/，定值电阻的功率是P/，滑动变阻器1L1的功率是Pb；再调理滑片P的地点使其位于c点时，灯泡的实质功率是PL//，定值电阻的功率是P1//，滑动变阻器的功率是Pc。R1已知P1/∶P1//∶P1＝16∶4∶25，PL/∶PL//=8∶1，Pb∶Pc＝S113∶17。

求：?电源两端的电压，滑动变阻器分别在a端、b点、c点

bcR2

时电路中的电流Ia、Ib、Ic；L?滑动变阻器滑片P在b点和c点时，接入电路的电阻阻值Rb、Rc；?灯泡的实质功率PL/和PL//各是多少。（6分）S

图2417

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9.解：R串连，其等效电路以以下列图?当滑动变阻器的滑片P位于a端时，小灯泡L与定值电阻1灯泡正常发光，其两端电压UL=6V，功率PL=3WLR1依据P=U·I，Ia=PL/UL=3W/6V=0.5AIaR两端电压U=P/I=1.5W/0.5A=3V111a依据欧姆定律,I=U/R,U此时灯丝的电阻RL=UL/Ia=6V/0.5A=12Ω1分电源两端的电压U=U＋U=6V＋3V=9V1分L1当滑动变阻器的滑片P位于b点、c点时，小灯泡L、滑动变阻器与定值电阻1串连，其等效电路分别以以下列图R

LR1RbLR1RcIbIcUU

依据P=I2·R，P1/∶P1//∶P1＝（Ib2·R1）∶（Ic2·R1）∶（Ia2·R1）=Ib2∶Ic2∶Ia2=16∶4∶25Ib=4Ia/5=4×0.5A/5=0.4AIc=2Ia/5=2×0.5A/5=0.2A2/2//1分2?依据P=I·R,PL/∶PL//=（Ib·RL）∶（Ic·RL）=8∶1[(0.4A)2·L/]∶[(0.2A)2·L//]=8∶1R//R/获得:RL=2RL①由P∶P＝（Ib2·Rb）∶（Ic2·Rc）=13∶17,bc[(0.4A)2·Rb]∶[(0.2A)2·Rc]=13∶1获得:R=13R/68②bc依据欧姆定律和串连电路特色,Ib=UURL/＋R1＋RbIc=RL//＋R1＋RcRL/＋6Ω＋Rb=9V/(0.4A)=22.5Ω,RL/＋Rb=16.5Ω③RL//＋6Ω＋Rc=9V/(0.2A)=45Ω,RL//＋Rc=39Ω④由①②③④四式联立,解出Rb=6.5Ω,Rc=34Ω,1分///RL=10Ω,RL=5Ω1分?2/2PL/=Ib·RL=(0.4A)×10Ω=1.6W//=I2·R//=(0.2A)×5Ω=0.2W21分cL

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10．如图24所示电路，电源两端的电压保持不变，定值电阻R1=2R3。当只闭合开关S1时，挪动滑动变阻器的滑

片使其接入电路中的电阻达到最大阻值R2，此时滑动变阻器耗费的功率为7.2W；再将滑动变阻器的滑片移至中点，

此时电压表V1的示数与电压表V2的示数之比为1:2。求：

（1）滑动变阻器的最大电阻R2与定值电阻R3的阻值之比；

（2）当开关S1和S2都闭合时，电阻R1所耗费的电功率；

（3）当开关S1和S2都闭合时，若电流表示数为1A，则定值电阻R3的阻值为多大。R3

R2

AS2R1

S1

V1

V2

图2419

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10.解：（1）设电源两端的电压为U，当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片在阻值最大端时，电路如图1所示；当滑动变阻器的滑片在中点时，电路如图2所示。P2=7.2WU/2R1R2R3R1R2/2R31R3RUUU图1图2图3由图2可知，因电压表V1、V2的示数之比为1：2，所以R1两端的电压为电源两端电压的一半，所以有R1=R2+R3。2又由于R1=2R3，所以R2：R3=2：1。（2）由于R1=2R3，R2：R3=2：1，所以R1=R2，所以在图1中，R1耗费的功率P1=P2=7.2W。2又依据串连电路分压关系可知，在图1中电阻R1两端的电压U1=U。5当开关S1和S2都闭合时，电路如图3所示。依据串连电路的分压关系可知，电阻2R1两端的电压U1′=U。3设此时R1耗费的电功率为P1′，则有2U2P13，解得P1′=20W。P12U5222（3）若在图3所示电路中电流I=1A，依据P1′=IR1可解得R1=P1′/I=20W/（1A）=20Ω。又因R1=2R3，所以R3=10Ω。

20北京慧通文府培黎校区理化组11.如图24所示，电源电压为12V保持不变。当闭合开关S0和S1时，电流表A1的示数为0.8A；调整开关S0、S1和S2的开闭状态，发现某一状态时，电路耗费的电功率最大为P1，电流表A2的示数为3.6A，R3耗费的功率为P2；当电路耗费的最小功率为P3时，R1和R2耗费的总功率为P4；已知P1：P3=11：1，求：（1）R3的阻值；（2）当S0闭合，S1、S2都断开时，电压表的示数；A2（3）P2和P4的比值。R1图R2S1A1

R3

S0

图24

21

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11．解：（1）当闭合开关S0和S1时，等效电路如图4甲所示；可得

U12V（2分）R3===15ΩI10.8A甲甲甲甲甲甲甲甲甲

甲甲

甲甲甲（2）当开关甲甲甲P1，干路电流为S0、S1和S2都闭合时，等效电路如图4乙所示，此时电路耗费的功率最大为图I=3.6A+0.8A=4.4A；当开关S0闭合，S1和S2都断开时，等效电路如图4丙所示，此时电路耗费的功率最小为P3，电路中电流为I′。1UII=11′=0.4A（1分）P解得：P3UII1′=0.4A×15Ω=6V（1分）U3=IR3（3）R1、R2的电压之和为U′，解得PUI=UI1=0.8A12V=42=（1分）P4UI(UU3)I12V6V0.