北京中考物理练习--电学压轴题--配详细答案[1]

1．如图23所示电路,电源两端电压为12V 且保持不变,灯丝电阻也不变。灯L 1与灯L 2电阻之比3:1:21=R R ,将开关S 、S 1闭合时,3R 消耗的功率为1W,电压表的示数为1U ，电路消

耗的总功率为P 总;将开关S 、S 2闭合时,4R 消耗的功率为4W,电压表的示数为1U ',电路消耗的总功率为总

P '。112U U ='

。请你解决下面问题: （1）画出图23的等效电路图;

（2）求灯L 1的电阻值;

（3）求P 总与总

P '之比。

解：（1）等效电路图如图所示 2分

（2）当开关S 、S 1闭合时,如图所示三用电器串联

323

213)(

R R R R U

P ++= =1W ①

13

211R R R R U

U ⋅++=

②

当开关S 、S 2闭合时,如图所示两用电器串联

424

14)(

R R R U

P +==4W ③

R 4

R 3

S 1

图23

S 2

S

L 2

L 1

11

41R R R U

U ⋅+=

' ④

112U U ='

⑤

2分 将数值带入以上公式，可解得R 1=8Ω， 1分 R 2=24Ω，R 3=16Ω，R 4=16Ω

（①②两式1分，③④两式1分，算出电阻R 1的值1分

（3）当开关S 、S 1闭合时,电路消耗的总功率与开关S 、S 2闭合时电路消耗的总功率之比：

总

总P 'P = '22

总

总R U R U = 214824=ΩΩ 1分 2．小阳同学在科技月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，他将电表接入电路中，其电路如图23所示，电源两端电压不变，R 1=30Ω。当开关S 闭合，S 1、S 2 断开时，电压表示数为U 1，当S 、S 1、S 2都闭合时，电压表示数为U 2，已知U 1∶U 2=3∶8；两种状态时，R 2消耗的功率最大值P 大和最小值 P 小之比为4∶1；R 3的最小功率为0.9W 。请你帮小阳完成下列问题。

⑴画出上述两个状态的等效电路图； ⑵计算电阻R 2的阻值； ⑶计算电源两端的电压； ⑷计算这个电热器模型中间两个挡位的功率分别是多少；

⑸计算电流表的最大示数是多少。（7分）

解：⑴两个状态的等效电路图：

⑵当开关S 闭合，S 1、S 2 断开时， 三电阻串联，各电阻消耗功率最小，

三个开关都闭合时，三电阻并联，各电阻消耗功率最大，U 2=U

R 1一定，

U U I I 11

=

=8

3 R 2一定，大小P P I I

=⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛2

2=41，2 I I =21 并联时，1221R R I I =

2I 38

21I

I I =3

412=R R R 2=34R 1=34×30Ω=40Ω ⑶串联时，

1

3211U R R R R U ++==38

R 3=

3

3R -5R 21=3403-305Ω

⨯Ω⨯=10Ω

I =

3

1R 串

P =Ω109W .0=0.3A

U =I （R 1+ R 2+ R 3）=0.3A×（30Ω+40Ω+10Ω）=24V

⑷这个电热器模型中间两个挡位的功率

()W V R U P 2.1930242

121=Ω

== ()W V R U P 6.5710242

323=Ω

== ⑸ I 1=

3

8I =38×0.3A=0.8A ；I 2=2I =2×0.3A=0.6A 电流表最大示数为I 1+I 2=0.8A+0.6A=1.4A

注：其他解法正确，可相应给分

R 2 R 1

R 3

I

U

U 1

I 1 I 2 I 3

I ′

R 1 R 2 R 3

U

3．如图25所示电路，电源两端电压保持不变。当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P移到A端时，R3的电功率为P3，电流表的示数为I1；当开关S1断开、S2闭合时，R3的电功率为P3’，电流表的示数为I2。已知P3:P3’= 9:25，

（1）求电流表的示数I1与I2的比值。

（2）当开关S1、S2都断开，滑动变

阻器的滑片P在中间某位置C时，

变阻器接入电路的电阻为R c，电压

表V1的示数为U1，电压表V2的示数

为U2，已知U1:U2=3:2，R c的电功率

为10Ｗ，这时R3的电功率为P。通

过闭合或断开开关及移动滑动变阻

器的滑片，会形成不同的电路，电

路消耗的最大功率与电路消耗的最

小功率之比为3:1。求R3的电功率P。

3 解:

(1)当开关S1闭合、S2断开，变阻器的滑片移到B端时，等效电路如图甲所示；当开关S1断开、S2闭合时，等效电路如图乙所示。

25

9

3

2

2

3

2

1

3

3=

=

'R

I

R

I

P

P

5

3

2

1=

I

I

（2）当开关S1、S2都断开，变阻器的滑片在C点时，等效电路如图丙所示。

∵

2

3

2

1=

U

U

∴

2

3

1

1

3=

+

+

C

R

R

R

R

∴3R1+3 R C = 2R３+2R1

2R３= R1+3 R C…………………………①

电源两端电压一定，在甲、乙电路中，根据U=IR

I1（R３+R B）= I2（R３+R1）

3R B= 2R３+5R1…………………………②

电路消耗功率最大应为开关S1、S2都闭合，只有R3接入。消耗功率最小应为R3、R1、滑动变阻器R B全部串联接入电路。

∵电路总电压U一定