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2020年中考物理微专题4 动态电路的分析与计算.doc

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注意事项:
1.巧做基础题,全做对; 2.稳做中等题,一分不浪费; 3.尽力冲击压轴题,做错也无悔。
微专题4动态电路的分析与计算 姓名:___________
一.选择题(共5小题)
1.如图所示电路,电源电压不变,小灯泡标有“6V 3W“字样,闭合开关后,当滑片P移至某一位置时,小灯泡恰好正常发光,此时滑动变阻器消耗的功率为P1;当滑片P移至某一端点时,电流表示数为0.3A,电压表示数变化了3V,此时滑动变阻器消耗的功率为P2,且P1:P2=5:6.下列判断正确的是(  )

1题图 2题图 3题图
A.滑动变阻器的最大阻值为10Ω B.电路允许消耗的最大功率为4.5W
C.小灯泡正常发光时,滑片P位于滑动变阻器中点位置
D.滑动变阻器消耗的功率由P1变为P2的过程中,小灯泡消耗的功率变化了0.6W
2.如图所示,电源电压6V保持不变,定值电阻R1标有“10Ω 0.5A”字样:滑动变阻器R2标有“20Ω 1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,闭合开关S,下列做法能够保证电路安全的是(  )
A.电路中电流不超过0.6A B.R1两端电压不超过3V
C.滑动变阻器连入电路的阻值在10﹣20Ω范围内变化
D.电路的总功率在1.8~3W范围内变化
3.如图所示,小灯泡L标有”6V 3W”字样(不计温度对灯丝电阻的影响),当S闭合,滑动变阻器滑片P在最左端时,小灯泡L正常发光;当S闭合,S1断开,滑动变阻器滑片P在中点时,电流表的示数为0.2A,下列说法正确的是(  )
A.电源电压为9V B.滑动变阻器的最大阻值为18Ω
C.调节电路元件,可使电压表达到的最大值为4.5V
D.电路的最小功率与最大功率之比为3:16

4.如图甲所示电路中,电源电压不变,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,闭合开关,将滑动变阻器的滑片从一端移到另一端的过程中,电路中电流表示数和电压表示数的关系如图乙所示,则在此过程中下列选项中正确的是(  )

A.电路总功率的最大值为6W B.定值电阻电功率的变化值为4.05W
C.滑动变阻器的最大阻值为5Ω D.滑动变阻器最大功率为1.8W
5.如图甲所示的电路中,电源电压恒定,灯泡L的电阻随温度变化而变化,R0为定值电阻,滑动变阻器Rx的规格为“20Ω 2.5A”。闭合开关S电压表V1的示数为U1、电压表V2的示数为U2,移动滑动变阻器的滑片P从A端至B端,U2与U1的关系如图乙所示,当滑片P滑到B端时,灯L恰好正常发光。下列结果中正确的是(  )
A.电路中最大电流为1A B.定值电阻R0的阻值为16Ω
C.灯L正常发光时的电阻为4Ω D.灯L的额定功率为24W
二.多选题(共1小题)
6.如图所示,电源电压恒为15V,定值电阻R的阻值为20Ω,闭合开关后,使变阻器的阻值减小5Ω,电流表示数变化了0.1A,则下列说法正确的是(  )

A.滑动变阻器的阻值由20Ω减小为15Ω B.电压表示数减小了2V
C.定值电阻的电功率增大了0.2W D.电路总功率增大了1.5W

三.填空题(共13小题)
7.如图所示,电源电压恒定,R=10Ω,断开开关S1,闭合开关S,电流表示数为0.3A,则电源电压为   V;再闭合开关S1,电流表示数为0.5A,则R1的阻值为   Ω。

7题图 8题图 9题图 10题图
8.如图所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片由a端滑到b端时,电压表的示数由3V变为1V,电流表的示数由0.3A变为0.1A.则电源电压为   V,滑动变阻器的最大阻值为   Ω。
9.如图所示,电源电压保持不变,调节滑动变阻器R使电压表的示数为10V时,变阻器R消耗的电功率为10W;调节滑动变阻器R使电压表的示数为5V时,变阻器R消耗的电功率为7.5W.则电源电压U是   V,定值电阻R0的阻值是   Ω。
10.如图所示电路、电源电压恒定,R1=20Ω,R2=10Ω,当S1闭合,S2、S3断开时,电流表的示数为0.6A,电源电压为   V;当S2闭合,S1、S3断开时,电流表示数为   A;当S1、S3闭合,S2断开时,电流表示数为   A。
11.如图所示,电源电压保持不变,R1=5Ω,闭合开关S,开关S0拨至b时,电压表示数是拨至a时的三分之一,则R2=   Ω;若电源电压为3V,当开关S0拨至b时,R1在1min内产生的热量是   J.

11题图 12题图 13题图
12.如图所示,电源电压恒定,R1、R2为定值电阻,R2=20Ω,灯泡L标有“6V 3W”字样。
(1)当S、S1、S2都闭合时,灯泡L正常发光,电流表示数为   A,电路消耗的总功率为   W;
(2)当S闭合,S1、S2断开时,电压表示数为2V,则R1的阻值为   Ω,通电1minR1产生的热量为   J。
13.如图1所示,R是压敏电阻,其阻值随压力的变化而改变,R0为定值电阻,闭合开关S,改变R上压力大小。两电表示数之间的关系图象如图2所示,则电源电压U=   V.R0=   Ω;当R0消耗的电功率为0.4W时,R消耗的电功率P=   W。
14.图1中,灯泡L的额定电流为0.25A,其电流与电压关系如图2所示,滑动变阻器R的规格为“50Ω 1A“,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V.闭合开关S,调节R,当电压表的示数为1.5V时,L恰好正常发光,则L正常发光时的阻值为   Ω,电源电压为   V;为保证电路安全,R的调节范围为   ,灯泡L的最小电功率为   W。

14题图 1 5题图 16题图
15.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1=40Ω.在闭合S的情况下,断开S1时电压表的示数为2.0V,闭合S1时电压表的示数为2.8V.则R2=   Ω;断开S1时,电路中的电流是   A,R1与R2产生的热量之比是   。
16.如图所示的电路,电源电压6V不变,灯泡标有“4V 2W”(电阻不随温度变化),滑动变阻器标有“20Ω lA”,电流表量程0~0.6A、电压表量程0~3V,闭合开关,在保证电路元件安全的情况下,滑动变阻器连入的阻值范围是   ,电路的最大功率是   W。
17.如图甲所示的电路中,电源电压为9V保持不变,G为灵敏电流计,其内电阻为Rg保持不变;R为热敏电阻,其电阻与温度的关系如图乙所示。闭合开关,当热敏电阻所在的环境温度等于20℃时,电流计的示数是2mA.则灵敏电流计的阻值是   Ω,当电流计的示数是9mA时,它所在的环境温度是   ℃。

17题图 18题图 19题图
18.如图所示。电源电压恒定不变,R为定值电阻。闭合开关,当滑动变阻器滑片P位于1位置时,电压表的示数为4V,电流表示数为0.2A;当滑片由1移至2位置(如图虚线位置)时,电压表示数为3V,电流表示数为0.3A.则滑片置于1位置时滑动变阻器接入电路的阻值为   ,滑片由1移至2位置的过程中,定值电阻R的电功率变化量为   W。
19.如图所示电路电源电压不变,闭合开关S移动滑动变阻器的滑片至某位置,定值电阻R0消耗的功率为2.5W;再次移动滑片至另一位置,R0消耗的功率为10W,电压表的示数为5V.若前后两次滑动变阻器消耗的功率相同,则电源电压U=   V。

四.计算题(共6小题)
20.如图所示电路,R1=20Ω,R2=10Ω,电源电压保持不变,当S1闭合,S2、S3断开时,电流表的示数为0.6A。
(1)求电源电压;
(2)当S2断开,S1、S3闭合时,求电流表的示数;
(3)电路如何连接时,电路消耗的电功率最小?并求出该最小值。

21.如图所示,电源电压恒为3V,R1=10Ω,R2=10Ω,R3=20Ω,问:
(1)只闭合S3,电流表的示数为多少?
(2)此时电压表的示数为多少?
(3)要使电路消耗的电功率最小,应只闭合什么开关?该最小功率是多少?

22.图示电路中,电源电压恒定,定值电阻电阻R0=10Ω,滑动变阻器R标有“50Ω 1.0A”。把滑片P移至某一位置,闭合S1,当S2分别断开和接“1”时,电流表示数分别为0.4A和0.6A。
(1)求电源电压;
(2)求开关S2接“1”时,滑动变阻器10s内消耗的电能;
(3)用量程为0~3V的电压表替换电流表,S2改接“2”,闭合S1,移动滑片P,求R0的电功率的最小值。

23.如图所示,电源电压保持12V不变电阻R1=50Ω,只闭合开关S3,将滑动变阻器滑片P移动到中点时,电流表示数为0.2A,小灯泡L的实际功率为1.8W,电流表的量程为0﹣0.6A,电压表的量程为0~3V(不考虑温度对灯丝电阻的影响)求:
(1)当开关S1、S2、S3都闭合时,通过R1电流是多少?
(2)小灯泡的电阻是多少?
(3)在保证电路安全的条件下,电路消耗的最小功率是多少?

24.如图所示电路,电源电压保持不变。灯泡额定电压为6V,额定电流为0.8A,电阻R2阻值为R1的2倍,当开关接a时,R1消耗的功率为3W;当开关接b时,R1消耗的功率为0.75W.求:
(1)灯泡的额定功率。
(2)当开关接b时,灯泡的实际功率。

25.如图所示电路,电源电压保持6V不变,R1是定值电阻,R2是最大阻值为50Ω的滑动变阻器。闭合开关,当R2的滑片位于最左端时,电路中的电流为0.6A.求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)滑片从最左端移动到最右端的过程中,滑动变阻器的最大功率。

五.解答题(共3小题)
26.如图所示的电路中,电源电压不变,滑动变阻器的最大阻值为40Ω,闭合开关S后,当滑动变阻器的滑片至中点时电流表A1的示数为0.3A,电流表A2的示数为0.9A,灯泡L正常发光,求:
(1)电源电压
(2)灯泡L的阻值
(3)滑动变阻接入电路阻值最大时,整个电路的功率。

27.如图所示,电源电压U为6V并保持不变,滑动变阻器规格为“24Ω 1A”。当滑片P移至最左端时,灯泡正常发光,电流表示数0.5A;当滑片P移至中点时,电流表示数为0.3A。
(1)灯泡正常发光时灯丝电阻多大?
(2)滑片P在最左端时,5min内电流通过灯泡做功多大?
(3)滑片P在中点时,灯泡的实际功率多大?

28.创建生态文明城市需要我们共同关注环境,我市某兴趣小组为了检测空气质量指数,设计了如图甲所示的检测电路,R为气敏电阻,其电阻的倒数与空气质量指数的关系如图乙所示,已知电源电压12V保持不变。R0=5Ω,当电压表示数为4V时。求:
(1)通过R的电流:
(2)5min内R0消耗的电能;
(3)此时气敏电阻R的电功率;
(4)当电压表的示数为6V时空气质量指数。


参考答案与试题解析
一.选择题(共5小题)
1.如图所示电路,电源电压不变,小灯泡标有“6V 3W“字样,闭合开关后,当滑片P移至某一位置时,小灯泡恰好正常发光,此时滑动变阻器消耗的功率为P1;当滑片P移至某一端点时,电流表示数为0.3A,电压表示数变化了3V,此时滑动变阻器消耗的功率为P2,且P1:P2=5:6.下列判断正确的是(  )

A.滑动变阻器的最大阻值为10Ω
B.电路允许消耗的最大功率为4.5W
C.小灯泡正常发光时,滑片P位于滑动变阻器中点位置
D.滑动变阻器消耗的功率由P1变为P2的过程中,小灯泡消耗的功率变化了0.6W
【解答】解:
由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)设电源电压为U,
当滑片P移至某位置时,小灯泡恰好正常发光,且串联电路中电流处处相等,
由P=UI可得,此时电路中的电流为:I=IL= = =0.5A,
滑动变阻器消耗的功率为:P1=(U﹣UL)I=(U﹣6V)×0.5A﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑片P移至某一端点时,电流表示数为0.3A,电流表示数减小,说明变阻器接入的电阻变大,此时滑片在最大阻值处;
变阻器接入的电阻变大,由串联分压规律可知,变阻器分得的电压变大,所以,电压表示数变化了3V即增大了3V,此时滑动变阻器两端的电压为:U滑=U﹣6V+3V=U﹣3V,
此时滑动变阻器消耗的功率为:P2=U滑I′=(U﹣3V)×0.3A﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
已知P1:P2=5:6﹣﹣﹣﹣③
联立①②③解得,电源电压U=9V;
则滑动变阻器的最大阻值为:R滑大= = = =20Ω,故A错误;
(2)灯泡的额定电流为0.5A,则电路中的最大电流为0.5A,
电路允许消耗的最大功率:P大=UI大=9V×0.5A=4.5W,故B正确;
(3)小灯泡正常发光时,滑动变阻器的电压为:U滑′=U﹣6V=9V﹣6V=3V,
此时滑动变阻器的电阻为:R滑′= = =6Ω,
因为滑动变阻器的最大阻值为20Ω,所以此时滑片P不在中点位置,故C错误;
(4)由题意可知,小灯泡恰好正常发光,此时滑动变阻器消耗的功率为P1,则此时灯泡消耗的功率PL=P额=
3W,
滑动变阻器消耗的功率由P1变为P2的过程中,电压表示数变化了3V即增大了3V,由串联电路的电压规律可得,灯泡两端的电压减小了3V,则此时灯泡两端的电压UL′=6V﹣3V=3V,
此时灯泡消耗的电功率:PL′=UL′I′=3V×0.3A=0.9W,
则灯泡消耗的功率变化了:△P=PL﹣PL′=3W﹣0.9W=2.1W,故D错误。
故选:B。
2.如图所示,电源电压6V保持不变,定值电阻R1标有“10Ω 0.5A”字样:滑动变阻器R2标有“20Ω 1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,闭合开关S,下列做法能够保证电路安全的是(  )

A.电路中电流不超过0.6A
B.R1两端电压不超过3V
C.滑动变阻器连入电路的阻值在10﹣20Ω范围内变化
D.电路的总功率在1.8~3W范围内变化
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当电压表的示数U2=3V时,电路中的电流,
Imin= = = =0.3A,
因串联电路中各处的电流相等,且R1允许通过的最大电流为0.5A,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,故最大电流为0.5A,故A错误;
R1两端电压最大:U1大=I大R1=0.5A×10Ω=5V,故B错误
所以,电路中的最大电流I大=0.5A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路消耗的总功率最大,
电路中的总电阻:
R= = =12Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:
R2小=R﹣R1=12Ω﹣10Ω=2Ω,
当电压表的示数U2=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大为:
R滑= = =10Ω,
则滑动变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围可以为2Ω~10Ω,故C错误;
电路消耗的最大功率:
P大=UI大=6V×0.5A=3W;
(2)当电压表的示数U2=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
电路中的电流最小,电路消耗的总功率最小,
电路消耗的最小功率:
P小=UI小=6V×0.3A=1.8W,
所以,电路消耗总功率允许的变化范围可以为1.8W~3W,故D正确。
故选:D。
3.如图所示,小灯泡L标有”6V 3W”字样(不计温度对灯丝电阻的影响),当S闭合,滑动变阻器滑片P在最左端时,小灯泡L正常发光;当S闭合,S1断开,滑动变阻器滑片P在中点时,电流表的示数为0.2A,下列说法正确的是(  )

A.电源电压为9V
B.滑动变阻器的最大阻值为18Ω
C.调节电路元件,可使电压表达到的最大值为4.5V
D.电路的最小功率与最大功率之比为3:16
【解答】解:A、当S闭合,滑动变阻器滑片P在最左端时,为灯的简单电路,小灯泡L正常发光,故电源电压为6V;A错误;
B、根据P= ,灯的电阻:
R= = =12Ω;
当S闭合,S1断开,滑动变阻器滑片P在中点时,变阻器与灯串联,电流表测电路的电流,电流表的示数为0.2A,由欧姆定律,灯的电压为:U灯=I×R=0.2A×12Ω=2.4V,
根据串联电路的规律和欧姆定律,变阻器连入电阻的大小:
R滑= = =18Ω;故滑动变阻器的最大阻值为:
2×18Ω=36Ω.B错误;
C、当开关S、S1都闭合,滑动变阻器滑片P在最右端时,灯将被短路,电路成为阻值为36Ω的简单电路,此时电压表相当于并联在电源两端,电压表达到最大电压为6V,故C错误;
D、当开关S、S1都闭合,滑动变阻器滑片P在最左端时,根据电阻的并联,此时电路中的总电阻最小:
R并联= =9Ω,故电路的最大功率为:
P大= = =4W;
根据P= ,当电路的电阻最大时功率最小,根据电阻的串联,电阻的最大电阻:
R串联=36Ω+12Ω=48Ω,故最小功率为:
P小= = = W;
电路的最小功率与最大功率之比为:
W:4W=3:16,故D正确。
故选:D。
4.如图甲所示电路中,电源电压不变,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,闭合开关,将滑动变阻器的滑片从一端移到另一端的过程中,电路中电流表示数和电压表示数的关系如图乙所示,则在此过程中下列选项中正确的是(  )

A.电路总功率的最大值为6W
B.定值电阻电功率的变化值为4.05W
C.滑动变阻器的最大阻值为5Ω
D.滑动变阻器最大功率为1.8W
【解答】解:
(1)由图甲可知,滑片在左端时,变阻器连入阻值为0,电压表被短路,示数为0,电流为I左=1.2A,
滑片在右端时,变阻器连入阻值最大,电压表测量滑动变阻器两端的电压,此时电压表示数最大,电路中电流最小,U滑=4.5V,电流为I右=0.3A,
根据欧姆定律可得:
U=I左R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
U=I右R1+U滑﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
两式联立:I左R1=I右R1+U滑,
即:1.2A×R1=0.3A×R1+4.5V,
解得R1=5Ω,U=6V;
滑片在左端时,电路总功率有最大值:P大=UI左=6V×1.2A=7.2W,故A错误;
(2)定值电阻电功率的最小值:P1小=I右2R1=(0.3A)2×5Ω=0.45W;
定值电阻电功率的最大值:P1大=I左2R1=(1.2A)2×5Ω=7.2W,
定值电阻电功率的变化:△P=P1大﹣P1小=7.2W﹣0.45W=6.75W,故B错误;
(3)由欧姆定律可知滑动变阻器的最大阻值:R滑= = =15Ω,故C错误;
(4)滑动变阻器的功率:
P=I2R= R2= R2= = ,当R2=R1=5Ω时,滑动变阻器的电功率最大,
最大为:P大= = =1.8W,故D正确。
故选:D。
5.如图甲所示的电路中,电源电压恒定,灯泡L的电阻随温度变化而变化,R0为定值电阻,滑动变阻器Rx的规格为“20Ω 2.5A”。闭合开关S电压表V1的示数为U1、电压表V2的示数为U2,移动滑动变阻器的滑片P从A端至B端,U2与U1的关系如图乙所示,当滑片P滑到B端时,灯L恰好正常发光。下列结果中正确的是(  )
A.电路中最大电流为1A
B.定值电阻R0的阻值为16Ω
C.灯L正常发光时的电阻为4Ω
D.灯L的额定功率为24W
【解答】解:由图知灯泡L、定值电阻R0、滑动变阻器串联,电压表V1测量定值电阻R0两端的电压,电压表V2测量灯泡L和定值电阻R0两端的总电压,
当滑片P滑到B端时,此时电路的总电阻最小,总电流最大,两电压表的示数都达到了最大,即两电压表的示数为36V和24V;
当滑动变阻器的滑片P在A端时,总电阻最大,电路中的总电流最小,两电压表的示数为16V和12V;
(1)当滑片在B端时,电压表V2的示数为36V,则电源电压为36V,此时灯L恰好正常发光;
当滑动变阻器的滑片P在A端时,滑动变阻器的电阻最大,电路中的总电流最小,此时滑动变阻器两端的电压为:U滑=U﹣U′2=36V﹣16V=20V,
则此时电路的电流为:I= = =1A,
定值电阻R0的阻值:R0= = =12Ω,故B错误;
(2)当滑片在B端时,滑动变阻器的电阻为零,电路的电流最大,此时灯L恰好正常发光,定值电阻两端的电压为24V,
此时电路的最大电流为:I大= = =2A,故A错误;
灯泡两端的额定电压为UL=U2﹣U1=36V﹣24V=12V;
灯L正常发光时的电阻为:RL= = =6Ω,故C错误;
灯泡L的额定功率为:PL=ULI大=12V×2A=24W,故D正确。
故选:D。
二.多选题(共1小题)
6.如图所示,电源电压恒为15V,定值电阻R的阻值为20Ω,闭合开关后,使变阻器的阻值减小5Ω,电流表示数变化了0.1A,则下列说法正确的是(  )

A.滑动变阻器的阻值由20Ω减小为15Ω
B.电压表示数减小了2V
C.定值电阻的电功率增大了0.2W
D.电路总功率增大了1.5W
【解答】解:
由图可知,变阻器R变与R串联在电路中,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中电流;
A、设原来变阻器接入电路的阻值为R变,变阻器的阻值减小5Ω后,此时变阻器接入电路的阻值为R变﹣5Ω,
由题意可知:△I=I2﹣I1=0.1A,
即: ﹣ =0.1A,
所以, ﹣ =0.1A,
解得:R变=10Ω,R变=﹣45Ω(舍去),所以滑动变阻器的电阻由10Ω减小到了5Ω,故A错误;
B、变化前电流,I1= = =0.5A,
变化后电流,I2= = =0.6A,
则电压表示数变化量:
△U变=I2(R变﹣5Ω)﹣I1R变=0.6A×(10Ω﹣5Ω)﹣0.5A×10Ω=﹣2V,
所以电压表示数减小了2V;故B正确;
C、定值电阻电功率的增大量:
△P1=I22R﹣I12R=(0.6A)2×20Ω﹣(0.5A)2×20Ω=2.2W,故C错误;
D、总功率的增大量:
△P=UI2﹣UI1=15V×0.6A﹣15V×0.5A=1.5W,故D正确。
故选:BD。
三.填空题(共13小题)
7.如图所示,电源电压恒定,R=10Ω,断开开关S1,闭合开关S,电流表示数为0.3A,则电源电压为 3 V;再闭合开关S1,电流表示数为0.5A,则R1的阻值为 15 Ω。

【解答】解:当断开开关S1,闭合开关S,R单独工作,则IR=0.3A,
由I= 得:U=IRR=0.3A×10Ω=3V;
再闭合开关S1后,R与R1并联,则U=U1=3V通过R1的电流为I1=I﹣IR=0.5A﹣0.3A=0.2A,
由欧姆定律可得:R1= = =15Ω
故答案为:3;15。
8.如图所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片由a端滑到b端时,电压表的示数由3V变为1V,电流表的示数由0.3A变为0.1A.则电源电压为 3 V,滑动变阻器的最大阻值为 20 Ω。

【解答】解:
由电路图可知,当滑片位于a端时,i滑动变阻器接入电路中的电阻为0,电路为R的简单电路,电压表测电源的电压,则电源的电压U=3V;
当滑片位于b端时,接入电路中的电阻最大,电流最小,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,滑动变阻器两端的电压:
U滑=U﹣UR=3V﹣1V=2V,
由I= 可得,滑动变阻器的最大阻值:
R滑= = =20Ω。
故答案为:3;20。
9.如图所示,电源电压保持不变,调节滑动变阻器R使电压表的示数为10V时,变阻器R消耗的电功率为10W;调节滑动变阻器R使电压表的示数为5V时,变阻器R消耗的电功率为7.5W.则电源电压U是 20 V,定值电阻R0的阻值是 10 Ω。

【解答】解:由图可知:滑动变阻器R和R0串联,电压表示数为定值电阻R0两端的电压,则根据滑动变阻器的功率得:
(U﹣10V)× =10W
(U﹣5V)× =7.5W
联立组成方程组,解得,U=20V,R0=10Ω
故答案为:20;10。
10.如图所示电路、电源电压恒定,R1=20Ω,R2=10Ω,当S1闭合,S2、S3断开时,电流表的示数为0.6A,电源电压为 6 V;当S2闭合,S1、S3断开时,电流表示数为 0.2 A;当S1、S3闭合,S2断开时,电流表示数为 0.9 A。

【解答】解:由图可知,当S1闭合,S2、S3断开时,电路中只有R1接入电路,
电源电压:U=IR1=0.6A×10Ω=6V;
当S2闭合,S1、S3断开时,R1与R2串联在电路,电流表测电路电流I串:
电流表示数I串= = =0.2A;
当S1、S3闭合,S2断开时,R1与R2并联在电路,电流表测电路干路电流I并:
I并=I1+I2= + = + =0.9A。
故答案为:6;0.2;0.9。
11.如图所示,电源电压保持不变,R1=5Ω,闭合开关S,开关S0拨至b时,电压表示数是拨至a时的三分之一,则R2= 10 Ω;若电源电压为3V,当开关S0拨至b时,R1在1min内产生的热量是 12 J.

【解答】解:(1)闭合开关S,开关S0拨至b时,两电阻串联,电压表测R1两端的电压;
闭合开关S,开关S0拨至a时,两电阻串联,电压表测电源的电压,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且开关S0拨至b时电压表示数是拨至a时的三分之一,
所以,两电阻两端的电压之比:
= = ,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由I= 可得,两电阻的阻值之比:
= = = ,
则R2的阻值R2=2R1=2×5Ω=10Ω;
(2)若电源电压为3V,当开关S0拨至b时,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的电流:
I= = =0.2A,
R1在1min内产生的热量:
Q1=I2R1t=(0.2A)2×5Ω×60s=12J。
故答案为:10;12。
12.如图所示,电源电压恒定,R1、R2为定值电阻,R2=20Ω,灯泡L标有“6V 3W”字样。
(1)当S、S1、S2都闭合时,灯泡L正常发光,电流表示数为 0.8 A,电路消耗的总功率为 4.8 W;
(2)当S闭合,S1、S2断开时,电压表示数为2V,则R1的阻值为 10 Ω,通电1minR1产生的热量为 24 J。

【解答】解:(1)灯泡L标有“6V 3W”字样,表示灯的额定电压为6V,额定功率为3W,
根据P=UI可得,灯的额定电流为:
IL= = =0.5A,
当S、S1、S2都闭合时,R1短路,R2与灯并联,电流表测干路电流,由于此时灯泡L正常发光,所以通过灯的电流为0.5A,电源电压为6V,
由欧姆定律可得,通过R2的电流为:
I2= = =0.3A,
根据并联电路电流的规律,电流表示数为:
I=I2+IL=0.3A+0.5A=0.8A;
电路消耗的总功率为:
P=UI=6V×0.8A=4.8W;
(2)当S闭合,S1、S2断开时,两电阻串联,电压表测R1的电压,电压表示数为2V,根据串联电路电压的规律,R2的电压为6V﹣2V=4V,
因R1的电压为R2电压的 = ,由分压原理可得R1的阻值:
R1= ×R2= ×20Ω=10Ω,
通电1minR1产生的热量为:
Q= t= ×1×60s=24J。
故答案为:(1)0.8;4.8;(2)10;24。
13.如图1所示,R是压敏电阻,其阻值随压力的变化而改变,R0为定值电阻,闭合开关S,改变R上压力大小。两电表示数之间的关系图象如图2所示,则电源电压U= 6 V.R0= 10 Ω;当R0消耗的电功率为0.4W时,R消耗的电功率P= 0.8 W。

【解答】解:由电路图可知,R与R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)由图象可知,当电路中电流I1=0.2A时压敏电阻两端的电压U1=4V,电路中电流I2=0.5A时压敏电阻两端的电压U2=1V,
因穿电路中总电压等于各分电压之和,且电源的电压不变,
所以,由I= 可得:
U=I1R0+U1=I2R0+U2,即0.2A×R0+4V=0.5A×R0+1V,
解得:R0=10Ω,
电源的电压U=I1R0+U1=0.2A×10Ω+4V=6V;
(2)当R0消耗的电功率为0.4W时,
由P=I2R可得,电路中的电流:
I′= = =0.2A,
电路的总功率:
P总=UI′=6V×0.2A=1.2W,
因电路中总功率等于各用电器功率之和,
所以,R消耗的电功率:
P=P总﹣P0=1.2W﹣0.4W=0.8W。
故答案为:6;10;0.8。
14.图1中,灯泡L的额定电流为0.25A,其电流与电压关系如图2所示,滑动变阻器R的规格为“50Ω 1A“,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V.闭合开关S,调节R,当电压表的示数为1.5V时,L恰好正常发光,则L正常发光时的阻值为 10 Ω,电源电压为 4 V;为保证电路安全,R的调节范围为 6Ω~20Ω ,灯泡L的最小电功率为 0.15 W。

【解答】解:由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当电压表的示数为1.5V时,L恰好正常发光,通过的电流IL=0.25A,
由图2可知,灯泡两端的电压UL=2.5V,
由I= 可得,灯泡正常发光时的电阻:
RL= = =10Ω,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:
U=UR+UL=1.5V+2.5V=4V;
(2)因串联电路中各处的电流相等,且变阻器允许通过的最大电流为1A,电流表的量程为0~0.6A,灯泡正常发光时的电流为0.25A,
所以,电路中的最大电流为0.25A,此时变阻器接入电路中的电阻最小,
则R小= = =6Ω,
当电压表的示数UR′=3V时,电路中的电流最小,灯泡的电功率最小,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,灯泡两端的电压:
UL′=U﹣UR′=4V﹣3V=1V,
由图2可知,通过灯泡的电流IL′=0.15A,
则滑动变阻器接入电路中的最大阻值:
R大= = = =20Ω,
所以,R的调节范围为6Ω~20Ω,
灯泡的最小功率:
PL=UL′IL′=1V×0.15A=0.15W。
故答案为:10;4;6Ω~20Ω;0.15。
15.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1=40Ω.在闭合S的情况下,断开S1时电压表的示数为2.0V,闭合S1时电压表的示数为2.8V.则R2= 16 Ω;断开S1时,电路中的电流是 0.05 A,R1与R2产生的热量之比是 5:2 。

【解答】解:(1)当S闭合、S1断开时,R1和R2串联;
串联电路的电流处处相等,由欧姆定律可得电路中的电流:
I=I1= = =0.05A;
(2)当S、S1都闭合时,R2被短路,电路为R1的简单电路,电压表测电源电压,即电源电压U=2.8V;
因根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和,
所以,R1和R2串联时,R2两端的电压:U2=U﹣U1=2.8V﹣2.0V=0.8V,
根据I= 可得R2的阻值:
R2= = =16Ω;
(3)断开S1时,R1和R2串联,R1与R2产生的热量之比为:
= = = = 。
故答案为:16; 0.05;5:2。
16.如图所示的电路,电源电压6V不变,灯泡标有“4V 2W”(电阻不随温度变化),滑动变阻器标有“20Ω lA”,电流表量程0~0.6A、电压表量程0~3V,闭合开关,在保证电路元件安全的情况下,滑动变阻器连入的阻值范围是 4Ω~8Ω ,电路的最大功率是 3 W。

【解答】解:根据P=UI可得,灯泡的额定电流:
IL= = =0.5A,
根据欧姆定律可得,灯泡的电阻:

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