1.(2014•寧波)如圖電路中，電源電壓不變.當(dāng)只閉合S1時(shí)，電壓表示數(shù)為3 V，電 流表示數(shù)為0.2 A.則：
(1)1 min內(nèi)電路消耗的電能為多少?
(2)把兩表的位置互換后，閉合S1、S2，電流表的示數(shù)為0.5 A，此時(shí)R2消耗的電功率P2為多少?
2.(2014•蘇州)如圖所示的電路中，電源電壓恒為12 V，電阻R1的阻值為10 Ω，電阻R2的阻值為30 Ω，電流表 A的量程取0～0.6 A，閉合開關(guān)S.
(1)求通過(guò)電路的電流I.
(2)求電阻R1消耗的功率P1.
(3)現(xiàn)用標(biāo)有“20 Ω 1 A”字樣的滑動(dòng)變阻器R3替換電阻R2，為使電路中各元件安全，求變阻器R3連入電路的阻值范圍.
3.(2014•福州)某元件(阻值不變)標(biāo)有“6 V 6 W”字樣，將該元件與燈L接入電路中，如圖甲所示. 通過(guò)燈L的電流隨電壓變化的圖像如圖乙 所示，電流表量程為“ 0～0.6A”，電壓表量程為“0～3 V”.閉合開關(guān)，在保證電路各元件都安全的情況下，燈L消耗的功率為多大?
4.(2014•德州)汽車尾氣是造成霧霾指數(shù)PM2.5升高的原因之一，某物理實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖所示的有害尾氣排放檢測(cè)電路.在一項(xiàng)針對(duì)某種有害尾氣濃度進(jìn)行的測(cè)試中，氣敏電阻的阻值隨有害尾氣濃度變化的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示.已知電源電壓12 V恒定不變，R0為定值電阻，R為氣敏電阻.
有害尾氣濃度%Vol ••• 5 7.5 10 12.5 15 •••
R/Ω ••• 5.2 3.9 3 2.5 2 •••
(1)測(cè)試過(guò)程中，當(dāng)電壓表讀數(shù)為7 V時(shí)，電流表的讀數(shù)為1 A，求電阻R0的阻值.
(2)當(dāng)這種有害尾氣濃度增大到15% Vol時(shí)，求電壓表的示數(shù)(結(jié)果保留一位小數(shù)).
(3)當(dāng)電路消耗的總功率為18 W時(shí)，有害尾氣的深度是多少.
5.(2014•涼山)如圖所示,小燈泡標(biāo)有“6 V 3 W”字樣，R1=6 Ω，R2=3 Ω，設(shè)燈絲的電阻不變.求：
(1)當(dāng)S1斷開，S2閉合時(shí)，燈恰好正常發(fā)光，求電源電壓;
(2)當(dāng)S1、S2都閉合時(shí)，電流表的示數(shù)是多少?
(3)當(dāng)S1、S2都斷開時(shí)，電路中的總功率是多少?
6.(2014•泰州)如圖是家庭電路的一部分.電能表的電流規(guī)格是“10(40) A”，L是“220V 22 W”的節(jié)能燈，插座上接入“220 V 220 W”的電視機(jī) (圖中未畫出).燈和電視機(jī)同時(shí)工作，求：
(1 )通過(guò)電能表的電流;
(2)連續(xù)工作4 h消耗多少 kW•h的電能;
(3)該電路中還能接入的用電器的功率.
7.(2014•云南)電信公司機(jī)房接到某用戶反映，他家的電話不能使用.經(jīng)過(guò)機(jī)房人員初步測(cè)試，判斷為接入該用戶的電話線某處短路.為了確定短路的具體位置，機(jī)房人員利用測(cè)量?jī)x器接成如圖所示的電路進(jìn)行測(cè)量.已知電話線由兩根導(dǎo)線并排而成，該用戶到機(jī)房的電話線長(zhǎng)5 km，設(shè)單根電話線每米的電阻為3×10-3 Ω，測(cè)量時(shí)電壓表示數(shù)為12 V，電流表示數(shù)為1 A.若只考慮電話線的電阻，求：
(1)該用戶家到機(jī)房單根電話線的電阻值;
(2)短路位置到機(jī)房 的距離s;
(3)測(cè)量時(shí)電路消耗的功率.
8.(2014•株洲)用12 V的電源為微型電動(dòng)機(jī)供電的電路如圖甲所示.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S1、S2均向上合上時(shí)，電動(dòng)機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，電流I隨時(shí)間t 變化的圖像如圖乙所示.當(dāng)電流穩(wěn)定時(shí)，電動(dòng)機(jī)正常工作.已知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)歐姆定律不適用，并忽略溫度對(duì)電阻的影響，試解答下列問(wèn)題.
(1)當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S1、S2合上時(shí)可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn).
(2)當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為 W.
(3)求電動(dòng)機(jī)的電阻及正常工作時(shí)的輸出功率.
(1)開關(guān)S1斷開，S2和S3閉合時(shí)，燈泡L短路，滑動(dòng)變阻器R1和定值電阻R2并聯(lián)，此時(shí)通過(guò)R2的電流I2=U/R2=5 V/20 Ω=0.25 A;電流表的測(cè)量值為0.6 A，則通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流I1=I-I2=0.6 A-0.25 A=0.35 A，則R1的功率PR1=UI1=5 V×0.35 A=1.75 W.
(2)燈泡L的額定電流
IL= PL/UL=1.6 W/4 V=0.4 A，
燈泡的電阻RL= UL/IL=4 V/0.4 A=10 Ω.
當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2和S3斷開時(shí)，滑動(dòng)變阻器R1與燈泡L串聯(lián)，此時(shí)有：
①U/R總≤PL/UL，即5 V/(10 Ω+R1)≤0.4 A，解得R1≥2.5 Ω;
②U×R1/R總≤3 V，即5 V•R1/(10 Ω+R1)≤3 V，解得R1≤15 Ω;
故滑動(dòng)變阻器R1允許的取值范圍為2.5～15 Ω.
針對(duì)訓(xùn)練
1.(1)W=UIt=3 V×0.2 A×60 s=36 J.
(2) = =15 Ω，
=6 Ω,
R2=R-R1=15 Ω-6 Ω=9 Ω，
=1 W.
2.(1)電路的總電阻：R=R1+R2=10 Ω+30 Ω=40 Ω
電路的電流： = =0.3 A
(2)電阻R1兩端的電壓：
U1=IR1=0.3 A×10 Ω=3 V
電阻R1消耗的功率：
P1=U1I=3 V×0.3 A=0.9 W
(3)電路允許通過(guò)的電流：I=0.6 A
電路總電阻的最小值： =20 Ω
變阻器R3的最小值
R3最小=R最小-R1=20 Ω-10 Ω=10 Ω
變阻器R3的值即為：R3=20 Ω
變阻器R3的阻值范圍為10~20 Ω
3.元件R的額定電流IR=PR/UR=6 W/6 A=1 A
元件R的阻值R= UR/IR=6 V/1 A=6 Ω
電壓表量程為“0～3 V”，為了保證電壓表不被燒壞，電路中的電流I=U/R=3 V/6 Ω=0.5 A
電流表量程為“0～0.6 A”，可見(jiàn)電路中的電流I=0.5 A
由圖像可知，此時(shí)燈L兩端UL=2 V，則燈L的功率PL=UL I=2 V×0.5 A=1 W
4.(1)由串聯(lián)電路電壓表關(guān)系，U=UR+UR0，得：
UR0=U-UR=12 V-7 V=5 Vx§k§b 1
由歐姆定律 ,得: =5 Ω.
(2)由表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)有害尾氣濃度增大到15 % Vol時(shí)，R1=2 Ω
由串聯(lián)電路電阻關(guān)系，得：
R總1=R1+R0=2 Ω+5 Ω=7 Ω,
由歐姆定律，得：
UR1=I1R1= ×2 Ω=3.4 V
(3)由公式P=UI,得I′= =1.5 A
由歐姆定理,得:R總2= =8 Ω(或R總2= =8 Ω)
由串聯(lián)電路電阻關(guān)系, R總2=R2+R0,得：
R2=R 總2-R0=8 Ω-5 Ω=3 Ω
查表可得：有害尾氣的濃度是10%Vol.
5.(1)當(dāng)S1斷開，S2閉合，電路中只有L，
∵燈泡恰好正常發(fā)光，∴U總=UL=6 V
(2)當(dāng)S1、S 2都閉合時(shí)，L與R1并聯(lián)
∵IL= =0.5 A
I1= =1 A
∴I=IL+I1=0.5 A+1 A=1.5 A
(3)當(dāng)S1、S2都斷開時(shí)，L與R2串聯(lián)
∵RL= =12 Ω
∴R總=RL+R2=12 Ω+3 Ω=15 Ω
∴P總= =2.4 W
6.(1)P總=P燈+P電視機(jī)=22 W+220 W=242 W
I= =1.1 A
(2)W=P總t=0.242 kW×4h=0.968 kW•h
(3)由電能表電流規(guī)格可知正常工作的電流Imax=10 A
∴功率Pmax=UImax=220 V×10 A=2 200 W
P′=Pmax-P總=2 200 W-242 W=1 958 W
7.(1)該用戶家到機(jī)房的單根電話線的電阻值是
5 000×3×10-3 Ω=15 Ω.
(2)短路位置到機(jī)房電話線的總電阻，
R總= =12 Ω
短路位置到機(jī)房單根電話線的電阻 ×12 Ω=6 Ω，
短路位置到機(jī)房的距離是
s= =2 000 m=2 km.
(3)測(cè)量時(shí)電路消耗的功率是P=UI=12 V×1 A=12 W.
8.(1)根據(jù)開關(guān)的控制作用可以看出，單刀雙擲開關(guān)S1、S2同時(shí)合上時(shí)流入電動(dòng)機(jī)的電流方向改變，則可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn).
(2)由圖乙可知電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電流I=0.4 A，則P=UI=12 V×0.4 A=4.8 W
(3)由圖乙可知電動(dòng)機(jī)剛開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電流I′=1.2 A
電動(dòng)機(jī)的電阻R= = 10 Ω
電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)
P熱=I2R=(0.4 A)2×10 Ω=1.6 W
∴P輸出=P-P熱=4.8 W-1.6 W=3.2 W
(1)1 min內(nèi)電路消耗的電能為多少?
(2)把兩表的位置互換后，閉合S1、S2，電流表的示數(shù)為0.5 A，此時(shí)R2消耗的電功率P2為多少?
2.(2014•蘇州)如圖所示的電路中，電源電壓恒為12 V，電阻R1的阻值為10 Ω，電阻R2的阻值為30 Ω，電流表 A的量程取0～0.6 A，閉合開關(guān)S.
(1)求通過(guò)電路的電流I.
(2)求電阻R1消耗的功率P1.
(3)現(xiàn)用標(biāo)有“20 Ω 1 A”字樣的滑動(dòng)變阻器R3替換電阻R2，為使電路中各元件安全，求變阻器R3連入電路的阻值范圍.
3.(2014•福州)某元件(阻值不變)標(biāo)有“6 V 6 W”字樣，將該元件與燈L接入電路中，如圖甲所示. 通過(guò)燈L的電流隨電壓變化的圖像如圖乙 所示，電流表量程為“ 0～0.6A”，電壓表量程為“0～3 V”.閉合開關(guān)，在保證電路各元件都安全的情況下，燈L消耗的功率為多大?
4.(2014•德州)汽車尾氣是造成霧霾指數(shù)PM2.5升高的原因之一，某物理實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖所示的有害尾氣排放檢測(cè)電路.在一項(xiàng)針對(duì)某種有害尾氣濃度進(jìn)行的測(cè)試中，氣敏電阻的阻值隨有害尾氣濃度變化的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示.已知電源電壓12 V恒定不變，R0為定值電阻，R為氣敏電阻.
有害尾氣濃度%Vol ••• 5 7.5 10 12.5 15 •••
R/Ω ••• 5.2 3.9 3 2.5 2 •••
(1)測(cè)試過(guò)程中，當(dāng)電壓表讀數(shù)為7 V時(shí)，電流表的讀數(shù)為1 A，求電阻R0的阻值.
(2)當(dāng)這種有害尾氣濃度增大到15% Vol時(shí)，求電壓表的示數(shù)(結(jié)果保留一位小數(shù)).
(3)當(dāng)電路消耗的總功率為18 W時(shí)，有害尾氣的深度是多少.
5.(2014•涼山)如圖所示,小燈泡標(biāo)有“6 V 3 W”字樣，R1=6 Ω，R2=3 Ω，設(shè)燈絲的電阻不變.求：
(1)當(dāng)S1斷開，S2閉合時(shí)，燈恰好正常發(fā)光，求電源電壓;
(2)當(dāng)S1、S2都閉合時(shí)，電流表的示數(shù)是多少?
(3)當(dāng)S1、S2都斷開時(shí)，電路中的總功率是多少?
6.(2014•泰州)如圖是家庭電路的一部分.電能表的電流規(guī)格是“10(40) A”，L是“220V 22 W”的節(jié)能燈，插座上接入“220 V 220 W”的電視機(jī) (圖中未畫出).燈和電視機(jī)同時(shí)工作，求：
(1 )通過(guò)電能表的電流;
(2)連續(xù)工作4 h消耗多少 kW•h的電能;
(3)該電路中還能接入的用電器的功率.
7.(2014•云南)電信公司機(jī)房接到某用戶反映，他家的電話不能使用.經(jīng)過(guò)機(jī)房人員初步測(cè)試，判斷為接入該用戶的電話線某處短路.為了確定短路的具體位置，機(jī)房人員利用測(cè)量?jī)x器接成如圖所示的電路進(jìn)行測(cè)量.已知電話線由兩根導(dǎo)線并排而成，該用戶到機(jī)房的電話線長(zhǎng)5 km，設(shè)單根電話線每米的電阻為3×10-3 Ω，測(cè)量時(shí)電壓表示數(shù)為12 V，電流表示數(shù)為1 A.若只考慮電話線的電阻，求：
(1)該用戶家到機(jī)房單根電話線的電阻值;
(2)短路位置到機(jī)房 的距離s;
(3)測(cè)量時(shí)電路消耗的功率.
8.(2014•株洲)用12 V的電源為微型電動(dòng)機(jī)供電的電路如圖甲所示.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S1、S2均向上合上時(shí)，電動(dòng)機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，電流I隨時(shí)間t 變化的圖像如圖乙所示.當(dāng)電流穩(wěn)定時(shí)，電動(dòng)機(jī)正常工作.已知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)歐姆定律不適用，并忽略溫度對(duì)電阻的影響，試解答下列問(wèn)題.
(1)當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S1、S2合上時(shí)可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn).
(2)當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為 W.
(3)求電動(dòng)機(jī)的電阻及正常工作時(shí)的輸出功率.
(1)開關(guān)S1斷開，S2和S3閉合時(shí)，燈泡L短路，滑動(dòng)變阻器R1和定值電阻R2并聯(lián)，此時(shí)通過(guò)R2的電流I2=U/R2=5 V/20 Ω=0.25 A;電流表的測(cè)量值為0.6 A，則通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流I1=I-I2=0.6 A-0.25 A=0.35 A，則R1的功率PR1=UI1=5 V×0.35 A=1.75 W.
(2)燈泡L的額定電流
IL= PL/UL=1.6 W/4 V=0.4 A，
燈泡的電阻RL= UL/IL=4 V/0.4 A=10 Ω.
當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2和S3斷開時(shí)，滑動(dòng)變阻器R1與燈泡L串聯(lián)，此時(shí)有：
①U/R總≤PL/UL，即5 V/(10 Ω+R1)≤0.4 A，解得R1≥2.5 Ω;
②U×R1/R總≤3 V，即5 V•R1/(10 Ω+R1)≤3 V，解得R1≤15 Ω;
故滑動(dòng)變阻器R1允許的取值范圍為2.5～15 Ω.
針對(duì)訓(xùn)練
1.(1)W=UIt=3 V×0.2 A×60 s=36 J.
(2) = =15 Ω，
=6 Ω,
R2=R-R1=15 Ω-6 Ω=9 Ω，
=1 W.
2.(1)電路的總電阻：R=R1+R2=10 Ω+30 Ω=40 Ω
電路的電流： = =0.3 A
(2)電阻R1兩端的電壓：
U1=IR1=0.3 A×10 Ω=3 V
電阻R1消耗的功率：
P1=U1I=3 V×0.3 A=0.9 W
(3)電路允許通過(guò)的電流：I=0.6 A
電路總電阻的最小值： =20 Ω
變阻器R3的最小值
R3最小=R最小-R1=20 Ω-10 Ω=10 Ω
變阻器R3的值即為：R3=20 Ω
變阻器R3的阻值范圍為10~20 Ω
3.元件R的額定電流IR=PR/UR=6 W/6 A=1 A
元件R的阻值R= UR/IR=6 V/1 A=6 Ω
電壓表量程為“0～3 V”，為了保證電壓表不被燒壞，電路中的電流I=U/R=3 V/6 Ω=0.5 A
電流表量程為“0～0.6 A”，可見(jiàn)電路中的電流I=0.5 A
由圖像可知，此時(shí)燈L兩端UL=2 V，則燈L的功率PL=UL I=2 V×0.5 A=1 W
4.(1)由串聯(lián)電路電壓表關(guān)系，U=UR+UR0，得：
UR0=U-UR=12 V-7 V=5 Vx§k§b 1
由歐姆定律 ,得: =5 Ω.
(2)由表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)有害尾氣濃度增大到15 % Vol時(shí)，R1=2 Ω
由串聯(lián)電路電阻關(guān)系，得：
R總1=R1+R0=2 Ω+5 Ω=7 Ω,
由歐姆定律，得：
UR1=I1R1= ×2 Ω=3.4 V
(3)由公式P=UI,得I′= =1.5 A
由歐姆定理,得:R總2= =8 Ω(或R總2= =8 Ω)
由串聯(lián)電路電阻關(guān)系, R總2=R2+R0,得：
R2=R 總2-R0=8 Ω-5 Ω=3 Ω
查表可得：有害尾氣的濃度是10%Vol.
5.(1)當(dāng)S1斷開，S2閉合，電路中只有L，
∵燈泡恰好正常發(fā)光，∴U總=UL=6 V
(2)當(dāng)S1、S 2都閉合時(shí)，L與R1并聯(lián)
∵IL= =0.5 A
I1= =1 A
∴I=IL+I1=0.5 A+1 A=1.5 A
(3)當(dāng)S1、S2都斷開時(shí)，L與R2串聯(lián)
∵RL= =12 Ω
∴R總=RL+R2=12 Ω+3 Ω=15 Ω
∴P總= =2.4 W
6.(1)P總=P燈+P電視機(jī)=22 W+220 W=242 W
I= =1.1 A
(2)W=P總t=0.242 kW×4h=0.968 kW•h
(3)由電能表電流規(guī)格可知正常工作的電流Imax=10 A
∴功率Pmax=UImax=220 V×10 A=2 200 W
P′=Pmax-P總=2 200 W-242 W=1 958 W
7.(1)該用戶家到機(jī)房的單根電話線的電阻值是
5 000×3×10-3 Ω=15 Ω.
(2)短路位置到機(jī)房電話線的總電阻，
R總= =12 Ω
短路位置到機(jī)房單根電話線的電阻 ×12 Ω=6 Ω，
短路位置到機(jī)房的距離是
s= =2 000 m=2 km.
(3)測(cè)量時(shí)電路消耗的功率是P=UI=12 V×1 A=12 W.
8.(1)根據(jù)開關(guān)的控制作用可以看出，單刀雙擲開關(guān)S1、S2同時(shí)合上時(shí)流入電動(dòng)機(jī)的電流方向改變，則可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn).
(2)由圖乙可知電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電流I=0.4 A，則P=UI=12 V×0.4 A=4.8 W
(3)由圖乙可知電動(dòng)機(jī)剛開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電流I′=1.2 A
電動(dòng)機(jī)的電阻R= = 10 Ω
電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)
P熱=I2R=(0.4 A)2×10 Ω=1.6 W
∴P輸出=P-P熱=4.8 W-1.6 W=3.2 W