初中物理電功率計算難題(含解析)

..物理電功率計算難題一．解答題〔共9小題1．如圖所示電路,設(shè)電源電壓不變,燈絲電阻不隨溫度變化．當(dāng)只閉合開關(guān)S1時,電流表的示數(shù)是I1．當(dāng)只閉合開關(guān)S2時,電流表的示數(shù)是I2．當(dāng)斷開S1、S2時,電流表的示數(shù)是I3,電壓表V1、V2示數(shù)之比為2：1,此時RL消耗的電功率為0.24W；當(dāng)開關(guān)S1、S2閉合時,燈L正常發(fā)光,電流表的示數(shù)為I4．已知I1：I2=2：1,〔電路圖中所有的交叉點都相連求：〔1電阻R2、R3之比；〔2電流I3與I4之比；〔3燈L的額定功率是多少？2．物理小組的同學(xué)們制作了一個多檔位電熱器．電熱器中的R1、R2、R3為三根電熱絲,其中電熱絲R1的功率隨電流變化的圖象如圖1所示．為了分析接入電路的電阻對電熱器的電功率的影響,他們將電表接入圖2所示的電路中〔電源兩端電壓不變．在開關(guān)S1、S2都斷開或都閉合所形成的兩個電路狀態(tài)中,電壓表示數(shù)之比為1：8．電熱絲R2消耗的最大功率和最小功率之比為4：1,電流表的最大示數(shù)為1.9A．求：〔1電熱絲R3的阻值；〔2電源兩端的電壓；〔3這個電熱器在不同檔位的電功率分別是多少瓦？3．在圖中所示的實物電路中,電源電壓保持不變,電阻R1的阻值為10Ω,當(dāng)開關(guān)S閉合,滑動變阻器的滑片滑到b點時,電壓表V1與V2的示數(shù)之比為5﹕7,電阻R2與R消耗的電功率之和是R1消耗電功率的4倍．求：〔1請按實物電路的要求,畫出當(dāng)開關(guān)S閉合,滑動變阻器的滑片滑到b點時的完整電路圖；〔2通過R1和R2的電流之比；〔3滑動變阻器的最大阻值Rab；〔4滑動變阻器滑片在a、b兩點時R1消耗的功率之比．4．在如圖所示的電路中,電源電壓不變,開關(guān)S處于閉合狀態(tài)．當(dāng)開關(guān)S1、S3斷開,S2閉合時,電阻R1與R2的總電功率為P1,且P1=6.4W,電壓表示數(shù)為U1；當(dāng)斷開S1,閉合S2、S3時,電阻R2的功率為P2,且P2=6W,電壓表示數(shù)為U2；當(dāng)閉合S1,斷開S2、S3時,電流表示數(shù)為1.6A．已知U1：U2=4：3．求：〔1電阻R1與R2的比值．〔2電源電壓．〔3電阻R3阻值．5．小陽同學(xué)在科技月制作了一個多檔位電熱器模型．為了分析接入電路的電阻對電熱器的電功率的影響,他將電表接入電路中,其電路如圖所示,電源兩端電壓不變,R1=30Ω．當(dāng)開關(guān)S閉合,S1、S2斷開時,電壓表示數(shù)為U1,當(dāng)S、S1、S2都閉合時,電壓表示數(shù)為U2,已知U1：U2=3：8；兩種狀態(tài)時,R2消耗的功率最大值P大和最小值P小之比為4：1；R3的最小功率為0.9W．請你幫小陽完成下列問題．〔1畫出上述兩個狀態(tài)的等效電路圖；〔2計算電阻R2的阻值；〔3計算電源兩端的電壓；〔4計算這個電熱器模型中間兩個擋位的功率分別是多少；〔5計算電流表的最大示數(shù)是多少．6．在如圖所示的電路中,電源兩端的電壓保持不變．當(dāng)只閉合開關(guān)S和S1時,燈L1正常發(fā)光,電壓表V1的示數(shù)U1與電壓表V2的示數(shù)U2之比U1：U2=2：3,電阻R3消耗的電功率P3=2W；當(dāng)只閉合開關(guān)S和S2時,電壓表V1的示數(shù)為U1′,且U1：U1′=2：1,電阻R4消耗的電功率P4=2.5W．不計燈絲電阻隨溫度的變化,求：〔1在上述變化中,電流表前、后兩次示數(shù)之比；〔2燈L1的額定電功率；〔3當(dāng)所有開關(guān)全部閉合時,電路消耗的總功率．7．如圖所示電路,電源兩端電壓為12V且保持不變,燈絲電阻也不變．燈L1與燈L2電阻之比R1：R2=1：3,將開關(guān)S、S1閉合時,R3消耗的功率為1W,電壓表的示數(shù)為U1,電路消耗的總功率為P總；將開關(guān)S、S2閉合時,R4消耗的功率為4W,電壓表的示數(shù)為U1′,電路消耗的總功率為P總′．U1′=2U1．請你解決下面問題：〔1畫出圖的等效電路圖；〔2求燈L1的電阻值；〔3求P總與P總′之比．8．如圖所示的電路,電源電壓保持不變．開關(guān)S1、S2閉合,滑動變阻器的滑片P位于a端時,電壓表的示數(shù)為U1,電流表的示數(shù)為I1,滑動變阻器的電功率為8W；當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開,滑片P位于滑動變阻器的中點c時,電壓表的示數(shù)為U2,電流表的示數(shù)為I2,滑動變阻器的電功率為9W．若U1：U2=2：5．求：〔1電流I1和I2之比；〔2當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開,滑片P位于滑動變阻器的中點c時,電阻R2的電功率是多少瓦？9．如圖所示電路,電源兩端電壓保持不變,滑動變阻器的最大電阻值為R1,R2為定值電阻,燈泡L標(biāo)有"12V9W"字樣,且不計燈絲電阻隨溫度的變化．當(dāng)開關(guān)都閉合時,燈泡L恰能正常發(fā)光．將開關(guān)S1、S3斷開,S2閉合后,改變滑動變阻器的滑片P的位置,使滑動變阻器連入電路的電阻分別為0.25R1和R1,這兩種情況下,滑動變阻器消耗的電功率相等．當(dāng)開關(guān)S1、S2斷開,S3閉合,滑片P在變阻器的左端時,燈泡L的實際電功率為額定電功率的．求：〔1燈泡正常發(fā)光時電流表的示數(shù)IA；〔2滑動變阻器的最大電阻值R1；〔3燈泡正常發(fā)光時電阻R2消耗的電功率P2．10．如圖所示,電源電壓不變．當(dāng)開關(guān)S1閉合S2斷開時,電壓表示數(shù)為4V,電流表示數(shù)為I1,電阻R2與R3的電功率之和為2.8W；當(dāng)開關(guān)S1、S2閉合時,電流表示數(shù)為I2,電阻R2的電功率為3.6W,已知I1：I2=2：3．求：〔1電阻R1的阻值．〔2電源電壓．11．在如圖所示電路中,電源電壓一定．電阻R1=5Ω．當(dāng)開關(guān)S閉合,滑動變阻器的滑片P在中點C時,電壓表V1示數(shù)為U1；當(dāng)開關(guān)S斷開,再將滑片P調(diào)至B端,電壓表V1示數(shù)為U1′,電壓表V2示數(shù)為U2,電流表示數(shù)為0.4A．若U1：U1′=4：9,U1：U2=2：3．〔要求畫出相應(yīng)的等效電路圖求：〔1滑動變阻器R2的最大阻值；〔2電源電壓U；〔3當(dāng)開關(guān)S斷開,滑片P調(diào)至B端時,電阻R3的電功率P3．12．如圖所示電路圖中,電源兩端電壓保持不變．當(dāng)開關(guān)S1、S2都斷開,滑動變阻器的滑片P在某點C時,電壓表V1、V2的示數(shù)之比為的示數(shù)為3：4,定值電阻R2消耗的電功率為18W．當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開,滑動變阻器的滑片P移到某點A時,電壓表V1、V2的示數(shù)之比為2：3,R2兩端電壓為U2′．當(dāng)開關(guān)S1斷開、S2閉合時,電壓表V1、V2的示數(shù)之比仍為2：3,R2兩端電壓為U2″．求：〔1U2′：U2″；〔2當(dāng)開關(guān)S1、S2都斷開,滑動變阻器的滑片P在某點C時,滑動變阻器消耗的電功率PC；〔3當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開,滑動變阻器的滑片P移到某點A時,滑動變阻器消耗的電功率PA．13．如圖所示電路電源兩端電壓恒定,定值電阻R1=15Ω,忽略燈絲電阻值R1隨溫度的變化．只斷開開關(guān)S3,時,電流表的示數(shù)為I；只閉合開關(guān)S2時,電壓表示數(shù)為U1,電流表的示數(shù)為I1=0.4A；只斷開開關(guān)S1,并把電阻箱R2接人電路的電阻值調(diào)整為原來的一時,電壓表的示數(shù)為U2,電流表的示數(shù)為I2．若U1：U2=7：10,I：I2=2：1求：〔1燈泡L的電阻；〔2在上面的三個電路狀態(tài)中,電路消耗的最大電功率．參考答案與試題解析一．解答題〔共9小題1．如圖所示電路,設(shè)電源電壓不變,燈絲電阻不隨溫度變化．當(dāng)只閉合開關(guān)S1時,電流表的示數(shù)是I1．當(dāng)只閉合開關(guān)S2時,電流表的示數(shù)是I2．當(dāng)斷開S1、S2時,電流表的示數(shù)是I3,電壓表V1、V2示數(shù)之比為2：1,此時RL消耗的電功率為0.24W；當(dāng)開關(guān)S1、S2閉合時,燈L正常發(fā)光,電流表的示數(shù)為I4．已知I1：I2=2：1,〔電路圖中所有的交叉點都相連求：〔1電阻R2、R3之比；〔2電流I3與I4之比；〔3燈L的額定功率是多少？考點：電功率的計算；等效電路；歐姆定律的應(yīng)用。專題：計算題；圖析法。分析：先畫出四種情況下的等效電路圖,電源的電壓不變求出圖①②電路中電流的關(guān)系,根據(jù)歐姆定律由圖③得出三電阻之間的關(guān)系,從而得出電阻R2、R3之比；根據(jù)P=I2R結(jié)合圖③以及電阻之間的關(guān)系求出此時串聯(lián)電路的總功率,再由圖④得出并聯(lián)電路的總電阻,根據(jù)P=結(jié)合圖③、④求出并聯(lián)電路的總功率,最后利用P=UI求出電流I3與I4之比；根據(jù)P=結(jié)合圖④及電阻之間的關(guān)系求出燈L的額定功率．解答：解：當(dāng)只閉合開關(guān)S1時,等效電路圖如圖①所示；當(dāng)只閉合開關(guān)S2時,等效電路圖如圖②所示；當(dāng)斷開S1、S2時,等效電路圖如圖③所示；當(dāng)開關(guān)S1、S2閉合時,等效電路圖如圖④所示；〔1∵電源的電壓不變,∴由圖①、圖②可得==,由圖③可得==,∴=；〔2由圖③和P=I2R可得=,即=,∴P串=0.72W,由圖④可得=++,即R并=R3,由圖③、④和P=得===,∴P串=7.92W,∵P=UI,∴==；〔3由圖④和P=可得===∴PL=P并=×7.92W=2.16W．答：〔1電阻R2、R3之比為3：1；〔2電流I3與I4之比為1：11；〔3燈L的額定功率為2.16W．點評：本題考查了學(xué)生對串、并聯(lián)電路的判斷,串聯(lián)電路的特點以及歐姆定律的應(yīng)用．本題難點在于很多同學(xué)無法將四種狀態(tài)下的功率關(guān)系及電壓、電流關(guān)系聯(lián)系在一起,故無法找到突破口．解答此類問題時,可將每一種情況中的已知量和未知量都找出來,仔細分析找出各情況中的關(guān)聯(lián),即可列出等式求解．2．物理小組的同學(xué)們制作了一個多檔位電熱器．電熱器中的R1、R2、R3為三根電熱絲,其中電熱絲R1的功率隨電流變化的圖象如圖1所示．為了分析接入電路的電阻對電熱器的電功率的影響,他們將電表接入圖2所示的電路中〔電源兩端電壓不變．在開關(guān)S1、S2都斷開或都閉合所形成的兩個電路狀態(tài)中,電壓表示數(shù)之比為1：8．電熱絲R2消耗的最大功率和最小功率之比為4：1,電流表的最大示數(shù)為1.9A．求：〔1電熱絲R3的阻值；〔2電源兩端的電壓；〔3這個電熱器在不同檔位的電功率分別是多少瓦？考點：電功率的計算；歐姆定律的應(yīng)用。專題：計算題；圖析法。分析：〔1先畫出開關(guān)都閉合和都斷開時的等效電路圖,電壓表測R1兩端的電壓,電流表測總電流；再根據(jù)圖象1可知,當(dāng)通過R1的電流為0.1A時,電阻R1的功率為1W,根據(jù)R=求出R1的阻值；根據(jù)圖1和圖2中電壓表的示數(shù)關(guān)系求出圖1中R1兩端的電壓與電源電壓之間的關(guān)系；再根據(jù)電熱絲R2消耗的最大功率和最小功率之比求出R2兩端的電壓與電源電壓之間的關(guān)系,利用串聯(lián)電路電壓關(guān)系,進一步求出圖1中三電阻兩端電壓關(guān)系,最后根據(jù)歐姆定律和R1的阻值求出R3的阻值；〔2當(dāng)開關(guān)都閉合時,三電阻并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路電壓關(guān)系和歐姆定律求出三條支路電流之間的比值,再根據(jù)電流表的示數(shù)求出通過R1支路的電流,再根據(jù)歐姆定律求出電源的電壓；〔3根據(jù)P=分別求出這個電熱器在不同檔位的電功率的值．解答：解：開關(guān)都斷開時等效電路圖如圖1所示；開關(guān)都閉合時等效電路圖如圖2所示；〔1由圖象1可知：R1===100Ω,由圖1、圖2可得：=,∴U1=U,===,=,U2=U,U3=U,R1：R2：R3=U1：U2：U3=U：U：U=1：4：3,∴R3=300Ω；〔2當(dāng)開關(guān)都閉合時,電流表示數(shù)最大為1.9A,則I1：I2：I3=：：=12：3：4∴I1=1.2A,U=I1R1=1.2A×100Ω=120V；〔3當(dāng)開關(guān)都閉合時,P1檔=++=++=228W,當(dāng)開關(guān)都斷開時,P2檔===18W,當(dāng)只閉合S1時,P3檔===48W,當(dāng)只閉合S2時,P4檔===144W．答：〔1電熱絲R3的阻值為300Ω；〔2電源兩端的電壓120V；〔3這個電熱器在不同檔位的電功率分別為228W、18W、48W、144W．點評：本題考查電功率的計算,電阻的串聯(lián),電阻并聯(lián),歐姆定律的應(yīng)用,關(guān)鍵是判斷各種情況下電路的連接情況和根據(jù)圖象求出電阻R1的阻值．3．在圖中所示的實物電路中,電源電壓保持不變,電阻R1的阻值為10Ω,當(dāng)開關(guān)S閉合,滑動變阻器的滑片滑到b點時,電壓表V1與V2的示數(shù)之比為5﹕7,電阻R2與R消耗的電功率之和是R1消耗電功率的4倍．求：〔1請按實物電路的要求,畫出當(dāng)開關(guān)S閉合,滑動變阻器的滑片滑到b點時的完整電路圖；〔2通過R1和R2的電流之比；〔3滑動變阻器的最大阻值Rab；〔4滑動變阻器滑片在a、b兩點時R1消耗的功率之比．考點：電功率的計算；歐姆定律的應(yīng)用。專題：計算題；作圖題。分析：〔1分析實物圖的電流路徑,判斷出電路類型以及各電表測量的對象,沿電流的方向畫電路圖；〔2根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點即可求出R1、R2的電流之比；〔3從滑動變阻器選擇的接線柱上看,當(dāng)滑動變阻器滑片P在最左端時,滑動變阻器連入電路中阻值最大,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓、電功率與電阻之間的正比關(guān)系列出等式,解之即可；〔4根據(jù)P=I2R分別滑動變阻器滑片在a、b兩點時R1消耗的功率計算式,然后相比,代入電阻值即可求出．解答：解：〔1實物圖電流路徑為正極→R2→R1→Rab→開關(guān)→負極,這是一個串聯(lián)電路,電壓表V1測R1與R2的總電壓,電壓表V2測量R1與R兩端的電壓,電路如圖；〔2當(dāng)開關(guān)S閉合,電阻R1與R2串聯(lián)連接,根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點可知：I1=I2,則I1：I2=1：1．答：通過R1和R2的電流之比為1：1；〔3當(dāng)開關(guān)S閉合,滑動變阻器的滑片滑到b點時,滑動變阻器連入電路中阻值最大,此時R1、R2與Rab串聯(lián)連接,因電壓表V1測R1與R2的總電壓,電壓表V2測量R1與Rab兩端的電壓,則根據(jù)串聯(lián)電路的電壓與電阻成正比的特點得：===﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①再根據(jù)串聯(lián)電路的電功率與電阻成正比的特點得：===4﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②解①②組成的方程得：R2=15Ω,Rab=25Ω；答：滑動變阻器的最大阻值Rab為25Ω．〔4當(dāng)滑動變阻器滑片P在最a端時,滑動變阻器連入電路中阻值為零,此時R1、R2串聯(lián)連接,R1消耗的電功率為：P1′=I1′2R1=〔2R1；當(dāng)滑動變阻器滑片P在最b端時,滑動變阻器連入電路中阻值最大,此時R1、R2與Rab串聯(lián)連接,R1消耗的電功率為：P1=I12R1=〔2R1；滑動變阻器滑片在a、b兩點時R1消耗的功率之比為：=〔2=〔2=4：1．答：滑動變阻器滑片在a、b兩點時R1消耗的功率之比是4：1．點評：〔1根據(jù)實物圖畫電路圖,先要從電流路徑入手,判斷出電路連接方式,再畫電路圖；〔2注意合理利用串聯(lián)電路的特點和已知數(shù)據(jù)列出關(guān)系式,這要求我們熟練掌握各知識點．4．在如圖所示的電路中,電源電壓不變,開關(guān)S處于閉合狀態(tài)．當(dāng)開關(guān)S1、S3斷開,S2閉合時,電阻R1與R2的總電功率為P1,且P1=6.4W,電壓表示數(shù)為U1；當(dāng)斷開S1,閉合S2、S3時,電阻R2的功率為P2,且P2=6W,電壓表示數(shù)為U2；當(dāng)閉合S1,斷開S2、S3時,電流表示數(shù)為1.6A．已知U1：U2=4：3．求：〔1電阻R1與R2的比值．〔2電源電壓．〔3電阻R3阻值．考點：歐姆定律的應(yīng)用；電路的動態(tài)分析。專題：計算題。分析：分析電路圖,畫出當(dāng)開關(guān)S1、S3斷開,S2閉合時〔R1、R2、R3串聯(lián),當(dāng)斷開S1,閉合S2、S3時〔R2、R3串聯(lián),當(dāng)閉合S1,斷開S2、S3時〔R1、R2串聯(lián)的等效電路圖．〔1在前兩種情況中〔R1、R2、R3串聯(lián)和R2、R3串聯(lián),知道電阻R1與R2的總電功率、電阻R2的功率,U1：U2=4：3．據(jù)此求電阻R1與R2的比值；〔2在前兩種情況中〔R1、R2、R3串聯(lián)和R2、R3串聯(lián),對于整個電路,利用電功率公式和歐姆定律求得三電阻的關(guān)系,根據(jù)后兩種情況〔R2、R3串聯(lián)和R1、R2串聯(lián),根據(jù)歐姆定律求得電流關(guān)系,知道I3=1.6A,求I2,在第二種情況下求出U2和U3,得出電源電壓；〔3在第二種情況〔R2、R3串聯(lián)中,利用歐姆定律求R3的阻值．解答：解：當(dāng)開關(guān)S1、S3斷開,S2閉合時,等效圖如圖〔1當(dāng)斷開S1,閉合S2、S3時等效圖如圖〔2當(dāng)閉合S1,斷開S2、S3時等效圖如圖〔3〔1在圖1中,∵P1=,∴R1+R2=,在圖2中,∵P2=,∴R2=,∴==×=×,解得：=；〔2由圖1、圖2得：==×=×=∵==,∴=,∵=；∴R1：R2：R3=2：3：5,由圖2、圖3得：===,∵I3=1.6A,∴I2=1A,∴U2===6V,在圖2中,∵R2：R3=3：5,∴U3=10V,∴電源電壓：U=U2+U3=6V+10V=16V,〔3在圖2中,R3===10Ω．答：〔1電阻R1與R2的比值為2：3；〔2電源電壓為16V；〔3電阻R3阻值為10Ω．點評：本題考查了學(xué)生對歐姆定律、電功率公式、串聯(lián)電路特點的掌握和運用,分析電路圖畫出三種情況下的等效電路圖幫助解題是本題的關(guān)鍵．5．小陽同學(xué)在科技月制作了一個多檔位電熱器模型．為了分析接入電路的電阻對電熱器的電功率的影響,他將電表接入電路中,其電路如圖所示,電源兩端電壓不變,R1=30Ω．當(dāng)開關(guān)S閉合,S1、S2斷開時,電壓表示數(shù)為U1,當(dāng)S、S1、S2都閉合時,電壓表示數(shù)為U2,已知U1：U2=3：8；兩種狀態(tài)時,R2消耗的功率最大值P大和最小值P小之比為4：1；R3的最小功率為0.9W．請你幫小陽完成下列問題．〔1畫出上述兩個狀態(tài)的等效電路圖；〔2計算電阻R2的阻值；〔3計算電源兩端的電壓；〔4計算這個電熱器模型中間兩個擋位的功率分別是多少；〔5計算電流表的最大示數(shù)是多少．考點：電路的簡化與計算；歐姆定律的應(yīng)用；電功率的計算。專題：計算題。分析：〔1根據(jù)開關(guān)的斷開或閉合狀態(tài),按照電流的流向,畫出等效電路圖；〔2根據(jù)電壓表的示數(shù)之比得出并聯(lián)時通過電阻R1的電流I1和串聯(lián)時電路中電流I的關(guān)系,再根據(jù)R2消耗的功率最大值P大和最小值P小之比得出并聯(lián)時通過電阻R2的電流I2和串聯(lián)時電路中電流I的關(guān)系；最后根據(jù)并聯(lián)電路的電流與電阻的特點,列出電阻R1與R2的關(guān)系式,即可求出R2的阻值；〔3先根據(jù)前面得出的R1、R2的阻值,求出R3的阻值,再根據(jù)R3的最小功率,求出串聯(lián)時的電流值,利用歐姆定律即可得到電源電壓；〔4根據(jù)歐姆定律公式和電功率的公式得到的功率變形式P=即可求得兩個擋位的功率；〔5并聯(lián)時,電流表的示數(shù)是通過電阻R1、R2的電流之和,這時示數(shù)最大,根據(jù)并聯(lián)電路的特點即可求得．解答：解：〔1當(dāng)開關(guān)S閉合,S1、S2斷開時,電阻逐個順次連接,組成串聯(lián)電路；當(dāng)S、S1、S2都閉合時,電流分三路分別流入電阻,即為并聯(lián)連接；兩個狀態(tài)的等效電路圖如圖：〔2當(dāng)開關(guān)S閉合,S1、S2斷開時,三電阻串聯(lián),根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流最小,各電阻消耗功率最小,電壓表測量的是電阻R1兩端的電壓；三個開關(guān)都閉合時,三電阻并聯(lián),各電阻兩端的電壓為電源電壓,則消耗功率最大,電壓表測量的是電源電壓,即U2=U,串聯(lián)時電路中電流為I,U1=IR1,R2消耗的功率最大為P小=I2R2,并聯(lián)時U=I1R1,R2消耗的功率最小為P大=I22R2,則由U1：U2=3：8可知：U1：U=3：8,==,∴I1=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①由R2消耗的功率最大值P大和最小值P小之比為4：1可知：==,即=,∴=,∴I2=2I﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②∴并聯(lián)時,==,∴R2=R1=×30Ω=40Ω．答：電阻R2的阻值為40Ω．〔3串聯(lián)時,=R3===10ΩI===0.3AU=I〔R1+R2+R3=0.3A×〔30Ω+40Ω+10Ω=24V答：電源兩端的電壓為24V．〔4這個電熱器模型中間兩個擋位的功率,,,答：這個電熱器模型中間兩個擋位的功率分別是19.2W,57.6W．〔5I1=I=×0.3A=0.8A；I2=2I=2×0.3A=0.6A電流表最大示數(shù)為I1+I2=0.8A+0.6A=1.4A．答：電流表的最大示數(shù)為1.4A．點評：此題主要考查了有關(guān)電功率、歐姆定律的計算及應(yīng)用．做這類題目時關(guān)鍵是能夠分析出開關(guān)的閉合對電路引起的變化,畫出等效電路圖,同時要能夠根據(jù)已知條件列出相應(yīng)的關(guān)系式,從而逐步求解或組成方程組進行求解．6．在如圖所示的電路中,電源兩端的電壓保持不變．當(dāng)只閉合開關(guān)S和S1時,燈L1正常發(fā)光,電壓表V1的示數(shù)U1與電壓表V2的示數(shù)U2之比U1：U2=2：3,電阻R3消耗的電功率P3=2W；當(dāng)只閉合開關(guān)S和S2時,電壓表V1的示數(shù)為U1′,且U1：U1′=2：1,電阻R4消耗的電功率P4=2.5W．不計燈絲電阻隨溫度的變化,求：〔1在上述變化中,電流表前、后兩次示數(shù)之比；〔2燈L1的額定電功率；〔3當(dāng)所有開關(guān)全部閉合時,電路消耗的總功率．考點：電功率的計算；歐姆定律的應(yīng)用。專題：計算題；應(yīng)用題。分析：〔1當(dāng)只閉合開關(guān)S、S1時,電路如圖1所示,電壓表V1測量電阻R2兩端的電壓；電壓表V2測量電阻R1R2兩端的電壓；當(dāng)只閉合開關(guān)S、S2時,電路如圖2所示,根據(jù)歐姆定律可求電流表前、后兩次示數(shù)之比；〔2根據(jù)串聯(lián)電路電壓的關(guān)系求出電阻之比；再利用公式P=I2R可求電功率之比；因為燈泡正常發(fā)光,從而求出燈泡的額定功率；〔3當(dāng)所有開關(guān)全部閉合時,電路如圖3所示,電阻R3、R4并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路電阻的規(guī)律求出并聯(lián)總電阻；根據(jù)公式P=求出電路消耗的總功率．解答：解：〔1設(shè)電源兩端的電壓為U,燈L1和L2的電阻分別為R1和R2．當(dāng)只閉合開關(guān)S、S1時,電路如圖1所示,此時電路中的電流為I1；當(dāng)只閉合開關(guān)S、S2時,電路如圖2所示,此時電路中的電流為I2．比較圖1和圖2,因R2的電阻不變,根據(jù)歐姆定律有U1=I1R2,U1′=I2R2,所以電流表前、后兩次示數(shù)之比==；答：電流表前、后兩次示數(shù)之比為2：1；〔2依題意,對于圖1所示的電路,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓關(guān)系則有==；解得=；因為P3=I12R3=2W；P4=I22R4=2.5W；所以==,解得=；比較圖1和圖2,因電源兩端電壓不變,所以根據(jù)歐姆定律有==,解得R3=R1；因為R3=R1,所以在圖1所示的串聯(lián)電路中,P1=P3=2W,又因此時燈L1正常發(fā)光,所以燈L1的額定功率為2W．答：燈L1的額定電功率為2W；〔3當(dāng)所有開關(guān)全部閉合時,電路如圖3所示．此時的總電阻R總==R1．由圖1可知,P3=R3==2W,解得=32W．所以此時電路消耗的總功率P總===38.4W．答：當(dāng)所有開關(guān)全部閉合時,電路消耗的總功率為38.4W．點評：本題考查電流、功率的計算,關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運用,難點是對電路的分析,明白開關(guān)斷開與閉合時電路的連接情況．7．如圖所示電路,電源兩端電壓為12V且保持不變,燈絲電阻也不變．燈L1與燈L2電阻之比R1：R2=1：3,將開關(guān)S、S1閉合時,R3消耗的功率為1W,電壓表的示數(shù)為U1,電路消耗的總功率為P總；將開關(guān)S、S2閉合時,R4消耗的功率為4W,電壓表的示數(shù)為U1′,電路消耗的總功率為P總′．U1′=2U1．請你解決下面問題：〔1畫出圖的等效電路圖；〔2求燈L1的電阻值；〔3求P總與P總′之比．考點：等效電路；歐姆定律的應(yīng)用；電功率的計算。專題：計算題；應(yīng)用題；作圖題。分析：〔1根據(jù)實物圖判斷出電路的連接方法,圖中有電壓表,有電流表,那么首先對電壓表采用"先摘除再復(fù)原"的處理方法,然后將電流表視作導(dǎo)線,再判斷電路的連接方式：電流從電源正極出發(fā),流經(jīng)開關(guān)S后,分成兩支：①通過燈S1、L2、R3；②通過S2、R4；兩路匯合后,通過L1回到電源的負極；電壓表測L1兩端的電壓；〔2當(dāng)開關(guān)S、S1閉合時,先畫出等效電路,然后利用P=表示出R3消耗的功率為①式；再根據(jù)電阻和電源電壓表示出電壓表的示數(shù)為②式；當(dāng)開關(guān)S、S2閉合時,同理,先畫出等效電路,然后利用P=表示出R4消耗的功率為③式；再用電源電壓和電阻表示出電壓表的示數(shù)位④式；然后根據(jù)兩次電壓表示數(shù)的關(guān)系求出燈L1的電阻值．〔3已知電阻直接利用P=即可求出總與P總′之比．解答：解：〔1由分析可知L2、R3串聯(lián)后R4與并聯(lián),又與L1串聯(lián),開關(guān)S控制整個電路,S1控制L2和R3,S2控制R4,電壓表測量L1兩端的電壓．等效電路圖如圖所示〔2當(dāng)開關(guān)S、S1閉合時,如圖所示三用電器串聯(lián)P3=〔2R3=1W①U1=?R1②當(dāng)開關(guān)S、S2閉合時,如圖所示兩用電器串聯(lián)P4=〔2R4=4W③U1′=?R1④U1′=2U1⑤將數(shù)值代入以上公式,可解得R1=8Ω,R2=24Ω,R3=16Ω,R4=16Ω〔3當(dāng)開關(guān)S、S1閉合時,電路消耗的總功率與開關(guān)S、S2閉合時電路消耗的總功率之比：==．答：〔2燈L1的電阻值為8Ω；〔3P總與P總′之比為1：2．點評：由實物畫電路圖的能力．要看清電流表是測量哪個電燈的電流,及電壓表、開關(guān)的位置．本題考查了開關(guān)斷開和閉合對電路和用電器的影響,以及對電功率公式的應(yīng)用．8．如圖所示的電路,電源電壓保持不變．開關(guān)S1、S2閉合,滑動變阻器的滑片P位于a端時,電壓表的示數(shù)為U1,電流表的示數(shù)為I1,滑動變阻器的電功率為8W；當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開,滑片P位于滑動變阻器的中點c時,電壓表的示數(shù)為U2,電流表的示數(shù)為I2,滑動變阻器的電功率為9W．若U1：U2=2：5．求：〔1電流I1和I2之比；〔2當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開,滑片P位于滑動變阻器的中點c時,電阻R2的電功率是多少瓦？考點：電功率的計算；歐姆定律的應(yīng)用。專題：計算題。分析：先畫出兩種情況的等效電路圖；〔1由圖1和圖2中滑動變阻器消耗的電功率以及電阻之間的關(guān)系,利用P=I2R求出兩次電流表的示數(shù)之比；〔2根據(jù)歐姆定律表示出電壓表的示數(shù),利用電流關(guān)系得出R1、R2之間的阻值關(guān)系,再根據(jù)電源的電壓不變列出等式求出Rbc和R2之間的關(guān)系,最后利用P=I2R結(jié)合圖2中滑動變阻器的電功率以及電阻之間的關(guān)系求出電阻R2的電功率．解答：解：開關(guān)S1、S2閉合,滑動變阻器的滑片P位于a端時,等效電路圖如圖1所示；當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開,滑片P位于滑動變阻器的中點c時,等效電路圖如圖2所示；〔1∵Pa=8W,Pc=9W,且P=I2R,Rab=2Rbc,∴由圖1、圖2可得：===；〔2由圖1、圖2可得：=,即=×,∴R1=1.5R2,∵電源的電壓不變,∴I1〔R1+Rab=I2〔R1+R2+Rbc,即：2×〔1.5R2+2Rbc=3×〔R1+R2+Rbc,∴Rbc=4.5R2,由圖2可得：===,∴P2=Pc=×9W=2W．答：〔1電流I1和I2之比為2：3；〔2當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開,滑片P位于滑動變阻器的中點c時,電阻R2的電功率為2W．點評：本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律以及電功率的計算,關(guān)鍵是公式及其變形式的靈活運用,難點是利用滑動變阻器消耗的電功率以及電源的電壓不變得出電流關(guān)系和電阻之間的關(guān)系．9．如圖所示電路,電源兩端電壓保持不變,滑動變阻器的最大電阻值為R1,R2為定值電阻,燈泡L標(biāo)有"12V9W"字樣,且不計燈絲電阻隨溫度的變化．當(dāng)開關(guān)都閉合時,燈泡L恰能正常發(fā)光．將開關(guān)S1、S3斷開,S2閉合后,改變滑動變阻器的滑片P的位置,使滑動變阻器連入電路的電阻分別為0.25R1和R1,這兩種情況下,滑動變阻器消耗的電功率相等．當(dāng)開關(guān)S1、S2斷開,S3閉合,滑片P在變阻器的左端時,燈泡L的實際電功率為額定電功率的．求：〔1燈泡正常發(fā)光時電流表的示數(shù)IA；〔2滑動變阻器的最大電阻值R1；〔3燈泡正常發(fā)光時電阻R2消耗的電功率P2．考點：歐姆定律的應(yīng)用；電功率的計算。專題：計算題。分析：1、分析電路結(jié)構(gòu),畫出等效電路圖；2、根據(jù)燈泡的額定電壓與額定功率,由功率公式求出燈泡的電阻,根據(jù)歐姆定律求出流過電流表的電流IA；3、根據(jù)功率公式P=求出電流；根據(jù)歐姆定律及功率公式P=求出電阻R1；4、根據(jù)R1與R2的關(guān)系求出電阻R2,最后由P=求出R2的功率．解答：解：開關(guān)都閉合時電路連接如圖甲只閉合開關(guān)S2時,電路連接如圖乙、丙只閉合開關(guān)S2時,電路連接如圖丁在甲圖中,燈泡L正常發(fā)光,所以電源電壓U=UL=12V,燈泡電阻RL===16Ω電流表示數(shù)IA=IL===0.75A在乙圖、丙圖中,P1′=P1；====電源輸出電壓不變：===；R1=2R2在甲圖、丁圖中,PL′=PL,RL不變；===；=電源輸出電壓不變===；R1=3RL=3×16Ω=48ΩR1=2R2；R2===24Ω,R1=3RL；=甲圖中燈泡正常發(fā)光,R2消耗的功率P2===6W．答：〔1燈泡正常發(fā)光時電流表的示數(shù)是0.75A．〔2滑動變阻器的最大電阻值48Ω．〔3燈泡正常發(fā)光時電阻R2消耗的電功率P2=6W．點評：此題是有關(guān)歐姆定律、電功率的綜合計算題目．在解題過程中,注意電路的分析,根據(jù)已知條件分析出各種情況下的等效電路圖,同時要注意在串聯(lián)電路中各物理量之間的關(guān)系,結(jié)合題目中給出的已知條件進行解決．10．如圖所示,電源電壓不變．當(dāng)開關(guān)S1閉合S2斷開時,電壓表示數(shù)為4V,電流表示數(shù)為I1,電阻R2與R3的電功率之和為2.8W；當(dāng)開關(guān)S1、S2閉合時,電流表示數(shù)為I2,電阻R2的電功率為3.6W,已知I1：I2=2：3．求：〔1電阻R1的阻值．〔2電源電壓．考點：歐姆定律的應(yīng)用；電功率的計算。專題：計算題。分析：1、分析電路結(jié)構(gòu),畫出等效電路圖：開關(guān)S1閉合S2斷開時電阻R1、R2、R3串聯(lián)；開關(guān)S1、S2閉合時,電阻R1、R2串聯(lián)；它們的等效電路圖如圖所示；2、由歐姆定律及功率公式求出電阻R1、R2、R3間的關(guān)系；3、由歐姆定律求出電阻的R1阻值．4、由歐姆定律及串聯(lián)電路的特點求出電源電壓．解答：解：1、開關(guān)S1閉合S2斷開,開關(guān)S1、S2閉合時的等效電路圖如圖所示；2、設(shè)電源電壓為U,由歐姆定律得：U=I1〔R1+R2+R3①U=I2〔R1+R2②因為I1：I2=2：3③由①②③解得：2R3=R1+R2；由功率公式P=I2R,得：==×=則4R3=3R2,∵2R3=R1+R2,∴R2=2R1,R3=R1；3、由P=I2R得：P1=I12R1,3.6W=I22R2,∵I1：I2=2：3,R2=2R1,∴P1=0.8W,R1===20Ω．4、設(shè)電源電壓為U,則===═=U=18V．答：〔1電阻R1的阻值是20Ω．〔2電源電壓是18V．點評：本題考查了電阻阻值及電源電壓的計算,有一定的難度；分析清楚電路結(jié)構(gòu)、畫出等效電路圖是正確解題的前提,靈活應(yīng)用歐姆定律、電功率公式、串聯(lián)電路的特點是解題的關(guān)鍵．11．在如圖所示電路中,電源電壓一定．電阻R1=5Ω．當(dāng)開關(guān)S閉合,滑動變阻器的滑片P在中點C時,電壓表V1示數(shù)為U1；當(dāng)開關(guān)S斷開,再將滑片P調(diào)至B端,電壓表V1示數(shù)為U1′,電壓表V2示數(shù)為U2,電流表示數(shù)為0.4A．若U1：U1′=4：9,U1：U2=2：3．〔要求畫出相應(yīng)的等效電路圖求：〔1滑動變阻器R2的最大阻值；〔2電源電壓U；〔3當(dāng)開關(guān)S斷開,滑片P調(diào)至B端時,電阻R3的電功率P3．考點：電功率的計算；歐姆定律的應(yīng)用。專題：計算題。分析：根據(jù)開關(guān)開閉情況,和滑動變阻器滑片所處位置,分別畫出兩種情況下的等效電路圖,根據(jù)題目提供信息〔前后變化和歐姆定律、電功率公式及串聯(lián)電路電阻、電流特點進行求解．解答：解：當(dāng)開關(guān)S閉合,滑動變阻器的滑片P在中點C時,等效電路圖如圖甲所示；當(dāng)開關(guān)S斷開,再將滑片P調(diào)至B端時,等效電路圖如圖乙所示；〔1∵U1：U1′=4：9,U1：U2=2：3,∴U1′=U2,即=,又∵RB、R3串聯(lián),∴==,即R3=2RB=4RC；開關(guān)閉合前后,電路中的電流之比為：=×=×=∵電源電壓不變∴====即：R1=2RC=RB；RB=R1=5Ω,R3=10Ω；〔2由乙圖可知：電源電壓U=I′〔R1+RB+R3=I′×4R1=0.4A×4×5Ω=8V．〔3當(dāng)開關(guān)S斷開滑片P調(diào)至B端時,電阻R3的電功率P3=I′2R3=〔0.4A2×10Ω=1.6W．答：〔1滑動變阻器R2的最大阻值為5Ω；〔2電源電壓為8V；〔3當(dāng)開關(guān)S斷開,滑片P調(diào)至B端時,電阻R3的電功率為1.6W．點評：本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用,關(guān)鍵是分析出開關(guān)斷開與閉合時電路的連接情況,靈活的運用公式及其變形．12．如圖所示電路圖中,電源兩端電壓保持不變．當(dāng)開關(guān)S1、S2都斷開,滑動變阻器的滑片P在某點C時,電壓表V1、V2的示數(shù)之比為的示數(shù)為3：4,定值電阻R2消耗的電功率為18W．當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開,滑動變阻器的滑片P移到某點A時,電壓表V1、V2的示數(shù)之比為2：3,R2兩端電壓為U2′．當(dāng)開關(guān)S1斷開、S2閉合時,電壓表V1、V2的示數(shù)之比仍為2：3,R2兩端電壓為U2″．求：〔1U2′：U2″；〔2當(dāng)開關(guān)S1、S2都斷開,滑動變阻器的滑片P在某點C時,滑動變阻器消耗的電功率PC；〔3當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開,滑動變阻器的滑片P移到某點A時,滑動變阻器消耗的電功率PA．考點：電功率的計算。專題：計算題；壓軸題。分析：〔1當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開,滑動變阻器的滑片P移到某點A時,RA和R2串聯(lián),電壓表V1測RA電壓,V2測電源電壓,由電壓表V1、V2的示數(shù)之比為2：3,可求出U2′與電源電壓的關(guān)系；當(dāng)開關(guān)S1斷開、S2閉合時,R1與R2串聯(lián),電壓表V1、測R1的電壓,V2測R2的電壓,由電壓表V1、V2的示數(shù)之比為2：3,可求出U2″與電源電壓的關(guān)系．從而求出U2′與U2″之比．〔2當(dāng)開關(guān)S1斷開、S2閉合時,電壓表V1、V2的示數(shù)之比仍為2：3,可求出R1與R2的關(guān)系,從而找出當(dāng)開關(guān)S1、S2都斷開,滑動變阻器的滑片P在某點C時,R1與R2的功率關(guān)系；此時,電壓表V1、V2的示數(shù)之比為的示數(shù)為3：4,由公式P=UI,可找到R1與RC跟R2與RC之比,再結(jié)合R1與R2的功率關(guān)系,可求出PC．〔3找到PA與P2的關(guān)系即可．根據(jù)公式P=I2R,就要找出電阻和電流關(guān)系,因為,當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2