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        1. 精英家教網(wǎng)某科技小組的同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)制作了一個(gè)多檔位電熱器模型,為了分析接入電路的電阻對(duì)電熱器電功率的影響,他們將電表接入電路中,如圖所示.當(dāng)只閉合開關(guān)S1時(shí),電壓表和電流表的示數(shù)分別為U1和I1,電阻R3消耗的電功率為P3;當(dāng)只閉合開關(guān)S2時(shí),電壓表和電流表的示數(shù)分別為U2和I2,電阻R3消耗的電功率為P3′,并測(cè)得此時(shí)R2消耗的電功率的電功率為1.6W,已知U2=2U1,P3=4P3′,(電源電壓、電阻保持不變)要求:
          (1)計(jì)算出電流I1與I2的比值.
          (2)計(jì)算出電阻R1與R2的比值.
          (3)通過測(cè)量與分析發(fā)現(xiàn):當(dāng)開關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí),電路消耗的電功率為最大,請(qǐng)你計(jì)算出這個(gè)電功率.
          分析:(1)當(dāng)只閉合開關(guān)S1時(shí),R1與R3串聯(lián),電壓表測(cè)量R1兩端的電壓,電流表測(cè)量電路總電流,電阻R3消耗的電功率為P3=I12R3,當(dāng)只閉合開關(guān)S2時(shí),R2與R3串聯(lián),電阻R3消耗的電功率為P′3=I22R3,已知兩功率之比,可求電流I1與I2的比值.
          (2)根據(jù)歐姆定律可知,I1=
          U1
          R1
          ,I2=
          U2
          R2
          ,已知電流之比和電壓之比,可求電阻R1與R2的比值.
          (3)當(dāng)開關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí),電阻R1與R2并聯(lián),R3被短路,根據(jù)公式 P=
          U2
          R
          可求電功率,電源電壓根據(jù)歐姆定律可求出表達(dá)式,再利用電阻R1與R2的關(guān)系和電流I1與I2的比值的關(guān)系求出電源電壓.
          解答:解:(1)電阻R3消耗的電功率之比
          P3
          P3
          =
          I
          2
          1
          R3
          I
          2
          2
          R3
          =
          4
          1
          ,
          I
          2
          1
          I
          2
          2
          =
          4
          1
          ,
          所以電流I1與I2的比值
          I1
          I2
          =
          2
          1

          答:電流I1與I2的比值為2:1.
          (2)電阻R1與R2的比值
          R1
          R2
          =
          U1
          I1
          U2
          I2
          =
          U1I2
          U2I1
          =
          1×1
          2×2
          =
          1
          4

          答:電阻R1與R2的比值為1:4.
          (3)設(shè)電源電壓為U,
          當(dāng)只閉合開關(guān)S1時(shí)U=I1R1+I1R3,
          當(dāng)只閉合開關(guān)S2時(shí)U=I2R2+I2R3
          所以I1R1+I1R3=I2R2+I2R3,
          因?yàn)殡娏鱅1與I2的比值為2:1,電阻R1與R2的比值為1:4,
          所以I2R3=
          1
          2
          I2R2
          所以電源電壓U=I2R2+
          1
          2
          I2R2=
          3
          2
          I2R2,
          電路消耗的總功率P=
          U2
          R1
          +
          U2
          R2
          =
          (
          3
          2
          I2R2)
          2
          R1
          +
          (
          3
          2
          I2R2)
          2
          R2
          =
          9
          4
          I22R2×
          R2
          R1
          +
          9
          4
          I
          2
          2
          R2
          =
          9
          4
          ×1.6W×4+
          9
          4
          ×1.6W=18W.
          答:電路消耗的電功率為18W.
          點(diǎn)評(píng):本題考查電流之比、電阻之比以及電功率的計(jì)算,關(guān)鍵是正確分析開關(guān)斷開與閉合是電路的連接情況,本題的難點(diǎn)是計(jì)算電功率,重點(diǎn)是歐姆定律的應(yīng)用.
          練習(xí)冊(cè)系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:初中物理 來源: 題型:

          (2010?南開區(qū)一模)在一次科技小組的活動(dòng)中,同學(xué)們按照如圖所示的電路在AB之間接入一根細(xì)銅絲,閉合開關(guān)S后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電流表的讀數(shù)保持3A不變,過了一會(huì)兒,細(xì)銅絲熔斷.在AB之間換接一根同長(zhǎng)度的較粗的銅絲,再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器到某一固定值,經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間粗銅絲沒有熔斷,在此過程中,電流表的讀數(shù)保持3A不變.小明同學(xué)針對(duì)所觀察到的現(xiàn)象提出了一個(gè)問題:造成細(xì)銅絲熔斷而粗銅絲沒有熔斷的原因是什么?(設(shè)電源電壓保持不變)你認(rèn)為造成細(xì)銅絲熔斷而粗銅絲沒有熔斷的原因是什么?請(qǐng)簡(jiǎn)述理由.

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          科目:初中物理 來源: 題型:

          (2009?朝陽區(qū)二模)科技小組的同學(xué)們?yōu)榱搜芯磕硢栴},連接了如圖所示的電路,R1、R2為兩個(gè)定值電阻,且R1=2R2;小燈泡上標(biāo)有“6V 3W”字樣.當(dāng)開關(guān)S1、S3閉合,S2斷開時(shí),電流表示數(shù)為I;當(dāng)S2、S3閉合,S1斷開時(shí),小燈泡正常發(fā)光,電流表示數(shù)為I′,已知I:I′=3:4.(設(shè)電源兩端電壓保持不變、燈絲電阻不隨溫度變化)
          求:(1)燈L的電阻是多少;
          (2)畫出以上兩種情形的等效電路圖;
          (3)電源兩端的電壓是多少;
          (4)當(dāng)開關(guān)S2閉合,S1、S3都斷開時(shí),測(cè)得滑片在a、b兩點(diǎn)時(shí)變阻器消耗的電功率均為1W,滑片在b點(diǎn)時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值Rb是多少.

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          科目:初中物理 來源: 題型:解答題

          科技小組的同學(xué)們?yōu)榱搜芯磕硢栴},連接了如圖所示的電路,R1、R2為兩個(gè)定值電阻,且R1=2R2;小燈泡上標(biāo)有“6V 3W”字樣.當(dāng)開關(guān)S1、S3閉合,S2斷開時(shí),電流表示數(shù)為I;當(dāng)S2、S3閉合,S1斷開時(shí),小燈泡正常發(fā)光,電流表示數(shù)為I′,已知I:I′=3:4.(設(shè)電源兩端電壓保持不變、燈絲電阻不隨溫度變化)
          求:(1)燈L的電阻是多少;
          (2)畫出以上兩種情形的等效電路圖;
          (3)電源兩端的電壓是多少;
          (4)當(dāng)開關(guān)S2閉合,S1、S3都斷開時(shí),測(cè)得滑片在a、b兩點(diǎn)時(shí)變阻器消耗的電功率均為1W,滑片在b點(diǎn)時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值Rb是多少.

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          科目:初中物理 來源:北京模擬題 題型:計(jì)算題

          科技小組的同學(xué)們?yōu)榱搜芯磕硢栴},連接了如圖所示的電路,R1、R2為兩個(gè)定值電阻,且R1=2R2;小燈泡上標(biāo)有“6V  3W”字樣。當(dāng)開關(guān)S1、S3閉合,S2斷開時(shí),電流表示數(shù)為I;當(dāng)S2、S3閉合,S1斷開時(shí),小燈泡正常發(fā)光,電流表示數(shù)為I',已知I:I'=3:4.(設(shè)電源兩端電壓保持不變,燈絲電阻不隨溫度變化)求:
          (1)燈L的電阻是多少;
          (2)畫出以上兩種情形的等效電路圖;
          (3)電源兩端的電壓是多少;
          (4)當(dāng)開關(guān)S2閉合,S1、S3都斷開時(shí),測(cè)得滑片在a、b兩點(diǎn)時(shí)變阻器消耗的電功率均為1W,滑片在b點(diǎn)時(shí)滑動(dòng)變阻器連人電路的阻值Rb是多少?

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          科目:初中物理 來源:2010年北京市朝陽區(qū)中考物理模擬試卷(二)(解析版) 題型:解答題

          科技小組的同學(xué)們?yōu)榱搜芯磕硢栴},連接了如圖所示的電路,R1、R2為兩個(gè)定值電阻,且R1=2R2;小燈泡上標(biāo)有“6V 3W”字樣.當(dāng)開關(guān)S1、S3閉合,S2斷開時(shí),電流表示數(shù)為I;當(dāng)S2、S3閉合,S1斷開時(shí),小燈泡正常發(fā)光,電流表示數(shù)為I′,已知I:I′=3:4.(設(shè)電源兩端電壓保持不變、燈絲電阻不隨溫度變化)
          求:(1)燈L的電阻是多少;
          (2)畫出以上兩種情形的等效電路圖;
          (3)電源兩端的電壓是多少;
          (4)當(dāng)開關(guān)S2閉合,S1、S3都斷開時(shí),測(cè)得滑片在a、b兩點(diǎn)時(shí)變阻器消耗的電功率均為1W,滑片在b點(diǎn)時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值Rb是多少.

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