1.(2014•宁波)如图电路中,电源电压不变.当只闭合S1时,电压表示数为3 V,电 流表示数为0.2 A.则:
(1)1 min内电路消耗的电能为多少?
(2)把两表的位置互换后,闭合S1、S2,电流表的示数为0.5 A,此时R2消耗的电功率P2为多少?
2.(2014•苏州)如图所示的电路中,电源电压恒为12 V,电阻R1的阻值为10 Ω,电阻R2的阻值为30 Ω,电流表 A的量程取0~0.6 A,闭合开关S.
(1)求通过电路的电流I.
(2)求电阻R1消耗的功率P1.
(3)现用标有“20 Ω 1 A”字样的滑动变阻器R3替换电阻R2,为使电路中各元件安全,求变阻器R3连入电路的阻值范围.
3.(2014•福州)某元件(阻值不变)标有“6 V 6 W”字样,将该元件与灯L接入电路中,如图甲所示. 通过灯L的电流随电压变化的图像如图乙 所示,电流表量程为“ 0~0.6A”,电压表量程为“0~3 V”.闭合开关,在保证电路各元件都安全的情况下,灯L消耗的最大功率为多大?
4.(2014•德州)汽车尾气是造成雾霾指数PM2.5升高的原因之一,某物理实验小组的同学们设计了如图所示的有害尾气排放检测电路.在一项针对某种有害尾气浓度进行的测试中,气敏电阻的阻值随有害尾气浓度变化的部分数据如下表所示.已知电源电压12 V恒定不变,R0为定值电阻,R为气敏电阻.
有害尾气浓度%Vol ••• 5 7.5 10 12.5 15 •••
R/Ω ••• 5.2 3.9 3 2.5 2 •••
(1)测试过程中,当电压表读数为7 V时,电流表的读数为1 A,求电阻R0的阻值.
(2)当这种有害尾气浓度增大到15% Vol时,求电压表的示数(结果保留一位小数).
(3)当电路消耗的总功率为18 W时,有害尾气的深度是多少.
5.(2014•凉山)如图所示,小灯泡标有“6 V 3 W”字样,R1=6 Ω,R2=3 Ω,设灯丝的电阻不变.求:
(1)当S1断开,S2闭合时,灯恰好正常发光,求电源电压;
(2)当S1、S2都闭合时,电流表的示数是多少?
(3)当S1、S2都断开时,电路中的总功率是多少?
6.(2014•泰州)如图是家庭电路的一部分.电能表的电流规格是“10(40) A”,L是“220V 22 W”的节能灯,插座上接入“220 V 220 W”的电视机 (图中未画出).灯和电视机同时工作,求:
(1 )通过电能表的电流;
(2)连续工作4 h消耗多少 kW•h的电能;
(3)该电路中还能接入的用电器的最大功率.
7.(2014•云南)电信公司机房接到某用户反映,他家的电话不能使用.经过机房人员初步测试,判断为接入该用户的电话线某处短路.为了确定短路的具体位置,机房人员利用测量仪器接成如图所示的电路进行测量.已知电话线由两根导线并排而成,该用户到机房的电话线长5 km,设单根电话线每米的电阻为3×10-3 Ω,测量时电压表示数为12 V,电流表示数为1 A.若只考虑电话线的电阻,求:
(1)该用户家到机房单根电话线的电阻值;
(2)短路位置到机房 的距离s;
(3)测量时电路消耗的功率.
8.(2014•株洲)用12 V的电源为微型电动机供电的电路如图甲所示.当单刀双掷开关S1、S2均向上合上时,电动机开始转动,电流I随时间t 变化的图像如图乙所示.当电流稳定时,电动机正常工作.已知电动机转动时欧姆定律不适用,并忽略温度对电阻的影响,试解答下列问题.
(1)当单刀双掷开关S1、S2合上时可实现电动机的反转.
(2)当电动机正常工作时,电动机消耗的电功率为 W.
(3)求电动机的电阻及正常工作时的输出功率.
(1)开关S1断开,S2和S3闭合时,灯泡L短路,滑动变阻器R1和定值电阻R2并联,此时通过R2的电流I2=U/R2=5 V/20 Ω=0.25 A;电流表的最大测量值为0.6 A,则通过滑动变阻器的最大电流I1=I-I2=0.6 A-0.25 A=0.35 A,则R1的最大功率PR1=UI1=5 V×0.35 A=1.75 W.
(2)灯泡L的额定电流
IL= PL/UL=1.6 W/4 V=0.4 A,
灯泡的电阻RL= UL/IL=4 V/0.4 A=10 Ω.
当开关S1闭合,S2和S3断开时,滑动变阻器R1与灯泡L串联,此时有:
①U/R总≤PL/UL,即5 V/(10 Ω+R1)≤0.4 A,解得R1≥2.5 Ω;
②U×R1/R总≤3 V,即5 V•R1/(10 Ω+R1)≤3 V,解得R1≤15 Ω;
故滑动变阻器R1允许的取值范围为2.5~15 Ω.
针对训练
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)电路的总电阻:R=R1+R2=10 Ω+30 Ω=40 Ω
电路的电流: = =0.3 A
(2)电阻R1两端的电压:
U1=IR1=0.3 A×10 Ω=3 V
电阻R1消耗的功率:
P1=U1I=3 V×0.3 A=0.9 W
(3)电路允许通过的最大电流:I最大=0.6 A
电路总电阻的最小值: =20 Ω
变阻器R3的最小值
R3最小=R最小-R1=20 Ω-10 Ω=10 Ω
变阻器R3的最大值即为:R3最大=20 Ω
变阻器R3的阻值范围为10~20 Ω