海淀计算电学
37.如图21所示的电路中,电源两端电压不变,灯L上标有“4V2W”字样,不计灯丝电阻受温度的影响。当开关S1闭合、S2断开时,灯泡正常发光,电压表V1与V2的示数之比为6:7,电路消耗总功率为P;当开关S1、S2均闭合时,电路消耗的总功率改变ΔP,且ΔP=P。求:
(1)当开关S1、S2均闭合时,电路中的电流;
(2)电阻R1与R2的阻值;
(3)当开关S1、S2均闭合时,电阻R2在1min内消耗的电能W。
题号 | 答案 |
37 | 解:(1)当开关S1闭合、S2断开时,电路如图甲所示,电压表V1与V2的示数分别为U1、U2,电路中的电流为I;当开关S1、S2均闭合时,电路如图乙所示,此时电路中的电流为I′。 小灯泡正常工作时的电阻RL= 电流I= P=UI,P=UI依题意ΔP=P,PP 则P=P,U=UI,I=I 解得=0.9A (2)由图甲: 解得6R1-7R2=8Ω① I=,= = 解得R1+R2=10Ω② 由①②两式解得R1=6Ω,R2=4Ω (3)电阻R2在1min内消耗的电能 W=2R2t=(0.9A)2×4Ω×60s=194.4J |
朝阳计算电学
37.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P1=1.5W;调节滑片P的位置使其位于b点时,灯泡的实际功率是PL/,定值电阻的功率是P1/,滑动变阻器的功率是Pb;再调节滑片P的位置使其位于c点时,灯泡的实际功率是PL//,定值电阻的功率是P1//,滑动变阻器的功率是Pc。
已知P1/∶P1//∶P1=16∶4∶25,PL/∶PL//=8∶1,Pb∶Pc=13∶17。
求:⑴电源两端的电压,滑动变阻器分别在a端、b点、c点时电路中的电流Ia、Ib、Ic;
⑵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;
⑶灯泡的实际功率PL/和PL//各是多少。(6分)
37.解:
⑴当滑动变阻器的滑片P位于a端时,小灯泡L与定值电阻R1串联,其等效电路如图所示
灯泡正常发光,其两端电压UL=6V,功率PL=3W
根据P=U·I,Ia=PL/UL=3W/6V=0.5A
R1两端电压U1=P1/Ia=1.5W/0.5A=3V
根据欧姆定律,I=U/R,
此时灯丝的电阻RL=UL/Ia=6V/0.5A=12Ω1分
电源两端的电压U=UL+U1=6V+3V=9V1分
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R1串联,其等效电路分别如图所示
根据P=I2·R,
P1/∶P1//∶P1=(Ib2·R1)∶(Ic2·R1)∶(Ia2·R1)=Ib2∶Ic2∶Ia2=16∶4∶25
Ib=4Ia/5=4×0.5A/5=0.4A
Ic=2Ia/5=2×0.5A/5=0.2A1分
⑵根据P=I2·R,PL/∶PL//=(Ib2·RL/)∶(Ic2·RL//)=8∶1
[(0.4A)2·RL/]∶[(0.2A)2·RL//]=8∶1
得到:RL/=2RL//①
由Pb∶Pc=(Ib2·Rb)∶(Ic2·Rc)=13∶17,
[(0.4A)2·Rb]∶[(0.2A)2·Rc]=13∶1
得到:Rb=13Rc/68②
根据欧姆定律和串联电路特点,Ib=Ic=
RL/+6Ω+Rb=9V/(0.4A)=22.5Ω,RL/+Rb=16.5Ω③
RL//+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
⑶
PL/=Ib2·RL/=(0.4A)2×10Ω=1.6W
PL//=Ic2·RL//=(0.2A)2×5Ω=0.2W1分
不画等效电路图累积扣1分。其他解法正确,均可给分。
通州计算电学
1.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消耗的电功率P1=4W,电阻R2消耗的电功率为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消耗的电功率为P2′。已知P2:P2′=4:9,U1:U2=4:3。求:(1)I1与I2的比值
(2)滑动变阻器滑片P在a端时,R3消耗的功率;
(3)滑动变阻器滑片P在b端时,R2消耗的功率。
37.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。
……………………1分
(2)由图甲和图乙:∵R2一定∴……………1分
∵∴
∴……………①……………………1分
又∵U一定
∴
∴……………②……………………1分
由①②式得
由图甲:
……………………1分
(3)由图甲和图丙:
∴
∴……………………1分