家庭电路及功率的最值

家庭电路的故障分析

【例1】：小强学习了家庭电路的知识后，回家安装了一盏电灯，闭合开关后发

现电灯不亮，他用测电笔检测，图中的a 、b 、c 、d 、e 、f 处均为检测点，根据

他的检测结果判断：

(1)a 、b 、c 、d 、e 处测电笔氖管都发光，可能故障是： ；

(2) a 处测电笔氖管发光b 、c 、d 、e 、f 处氖管都不发光，可能故障是： ；

(3) a 、b 处氖管发光，c 、d 、e 、f 处氖管不发光，可能故障是： ；

(4) a 、b 、c 、d 处氖管发光，e 、f 处氖管不发光，可能故障是： 。

【变式训练1-1】：某居民家中的部分电路如图所示，开始电路正常。将电饭

煲的插头插入三孔插座后，正在烧水的电热壶突然不能工作，但是电灯仍然

正常工作。拔出电饭煲的插头，电热水壶仍然不能工作。把测电笔分别插入

插座的左右插孔，氖管均发光。若电路只有一处故障，则：（ ）

A 、电路的C 、D 两点间断路；

B 、插座左右两孔短路；

C 、插座的接地线断路；

D 、电热壶所在支路的Ｂ、Ｄ两点间断路。

【变式训练1-2】如图所示的家庭照明电路，已知其中一只灯泡的灯头接线

处存在故障。电工师傅为查明故障，在保险丝处接入一只“220V 40W ”的

灯泡L 0。当只闭合开关S 、S 1时，灯泡L 0和L 1都呈暗红色（比正常发光状

态暗得多）；当只闭合开关S 、S 2时，灯泡L 0正常发光，L 2不发光。由此可

以确定（ ）

A 、L 1灯头接线处短路

B 、L 1灯头接线处断路

C 、L 2灯头接线处短路

D 、L 2灯头接线处断路

【变式训练1-3】一天晚上，照明一直正常的居民楼突然停电，经检查是配电盒里的总保险丝熔断了。李叔叔换上跟原来一样规格的保险丝，闭合开关，全楼的灯马上都亮了。可是经过几分钟，保险丝又熔断了。请你分析其中的原因（ ）

A 、一定是电路某处发生了短路

B 、可能是电路某处开路

C 、可能是电路中新连入了大功率的用电器

D 、保险丝不合适，应当换用更粗的保险丝

【变式训练1-4】“庆六一文艺会演”时，佛前中学物理组的老师给大家表演了一个“不怕电”的节目．首先王老师将一标有“Pz220—100”的灯泡接到两导线头M 、N 之间，灯泡正常发光．随后将灯泡取下，王老师站到干燥的木凳上后，左、右手分别抓住M 、N 两导线头．李老师用测电笔分别测试M 、N 及王老师

的皮肤，发现测电笔的氖管都发光，而王老师却谈笑自如．对以上现象的解释，你认为正确的是 （ )

A 、王老师有特异功能，确实不怕电

B 、王老师的双手戴着绝缘手套

C 、在人、灯替换之时，有人将零线断开了

D 、在人、灯替换之时，有人将火线断开了

【变式训练1-5】小明晚上把台灯插头插在书桌边的插座上，闭合台灯开关，发现台灯不亮．为了找出故障原因，小明把台灯插头插入其他插座，发现台灯能正常发光，用测电笔插人书桌边的插座孔进行检查，发现其中一个孔能使测电笔的氖管发光．故障可能是（ ）

A ．进户线火线上的熔丝烧断

B ．进户线零线断了

C ．书桌边的插座与零线断开

D ．书桌边的插座与火线断开

功率的极值计算 1、物理小组自制一个可以改变电功率的电热器。用三根阻值不相等的电阻丝R 1、R 2和R 3按图连接起来，接入220V 电源。已知R 1＜R 2＜R 3，闭合电源开

关S ，通过S 1和S 2的开关控制，可以得到四种不同的电功率，知道最大的电功率是最小电功率的11倍，只闭合S 1时流过电路的电流是2.2A ，此时电功率

是只闭合S 2时电功率的2倍。求三根电阻丝的阻值。

2、育兴学校科技小组的同学们制作了一个多档位电热器模型。为了分析接入电路的电阻对电热器的电功率的影响，他们将电表接入电路中，其电路图如图18所示。电源两端电压不变，R 1=10 。开关S 1、S 2都断开或都闭合所形成的两个电路状态中，电压表示数之比为1∶6；R 2消耗的最大功率和最小功率之比为4∶1；R 3的最小功率为0.8W 。求：

(1)电阻R 2的值；

(2)电源两端的电压；

(3)这个电热器可能有多少个档位，分别是多少瓦。

3育兴学校科技小组的同学们制作了一个多档位电热器模型。为了分析接入电路的电阻对电热器的电功率的影响，他们将电表接入电路中，其电路图如图24所示。当只闭合开关S 1时，电压表的示数为U 1，电阻R 3消耗的电功率为P 3；当只闭合开关S 2时，电压表的示数为U 2，电阻R 3消耗

的电功率为P 3′，测得此时电阻R 2消耗的电功率为 1.6W 。已知2U 1＝U 2，

P 3=4P 3′，电源两端电压保持不变。

(1)请你计算出电阻R 1与电阻R 2的比值。

(2)当开关S 1、S 2、S 3分别处于什么状态时，电路消耗的电功率最大，计算出这

个电功率。

4、如图20所示的电路，电源电压保持不变。只闭合S 1和S 3时，电流表的示数为I 1；断开S 1，闭合S 2、S 3和S 4时，电流表的示数为I 2；当闭合S 1、S 4，断开S 2和S 3，电阻R 3消耗的功率为10W ，已知I 1∶I 2＝2∶3，R 3＝2R 2，计算： (1) R 1与R 2的比值；

(2)该电路消耗的最大电功率．

5、如图26所示电路总电压不变。只闭合开关S 3，滑动变阻器的滑片P 在最左端时，电路消耗总功率为10W ，电流表的示数为I 1；只断开开关S 1，滑片P 移至最右端时，电流表的

示数为I 2，电压表的示数为U 1；只闭合开关S 1，滑片P 仍在最右端时，电

压表示数为U 2。若I 1∶I 2＝5∶3，U 1∶U 2＝2∶3。求：上述三个状态中，电

路消耗总功率的最小值。

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