初级中学物理复杂电学计算题(配标准答案).doc

.- 1、如图所示，电源两端电压U=9V保持不变。当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器滑片P在中点时，电压表V1示数为U1，电压表V2示数为U2，电流表示数为I1；当滑动变阻器滑片P移至B端时，电压表V1示数为U1′， 电压表V2示数为U2′，电流表示数为I2；当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器滑片P移至A端时，电流表示数为I3。已知： R1=12Ω，U1∶U1′=2∶3，I2∶I3=1∶3。求： （1）U2∶U2′；（2）R1∶R2；（3）I1的大小。 2、如图所示，电源电压不变，灯丝电阻不变。滑动变阻器的最大阻值为R2。开关S1、S2都断开，变阻器的滑片P移至最右端时，灯L恰能正常发光，滑片P移至最左端时，灯L消耗的电功率与它的额定功率之比为4∶9，R2消耗的电功率为P2。当两个开关都闭合，变阻器滑片P移至最左端时，电流表示数为1.5A，R1消耗的电功率为9W。此时电路总功率P总∶P2=18∶1。求： （1）两个开关都闭合，变阻器的滑片P移至最左端时，电路消耗的总功率P总； （2）灯L的额定电功率PL0。 3、如图所示，电源电压不变，R1的阻值为20Ω，滑动变阻器的最大阻值为R2。当开关S闭合，S1、S2 断开时，将滑动变阻器的滑片置于b端，此时电压表示数为U1，R3消耗的功率P3为6.4W；当开关S、S2闭合，S1断开时，电流表的示数为I1，电压表的示数为U2；当开关S、S1、S2都闭合时，将滑动变阻器的滑片置于中点，电流表的示数为I2。已知I1∶I2=3∶7，U1∶U2=2∶9。求： （1）R2的阻值； （2）电源两端的电压； （3）当开关S、S1、S2都闭合，滑动变阻器接入电路的电阻为2R2/3时，整个电路在10min内消耗的电能。 4、如图所示，电源电压保持不变，定值电阻R1=20W。只闭合开关S1时，灯L正常发光；只闭合开关S3时，灯L的实际功率为其额定功率的1/16，R1消耗的功率为P1，R2消耗的功率为0.9W； S2、S3都闭合时, R1消耗的功率为P’1，已知：P1 ∶P’1= 1∶4，（灯丝电阻不变）。求： （1）灯的电阻RL； （2）电源两端的电压U； （3）改变三个开关的状态，在电流表示数不为零的条件下，通过电流表的最大电流与最小电流的之比。 5、如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S和S′时，电压表V的示数为U1，电流表A的示数为I1，电阻R1的功率为P1，电阻R2的功率为P2；当只闭合开关S时，电压表V的示数为U2，电流表A的示数为I2，电阻R2的功率为1W，电阻R1与 R3的总功率为P。已知：U1=4U2，5P2=16P。求： （1）电流I1与I2之比； （2）电阻R1的电功率P1。 6、如图所示，电源电压不变。当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P滑到A端时，电压表示数为U1，电流表示数为I1，电阻R1消耗的电功率为P1，此时滑动变阻器R2消耗的电功率为8W。当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片P滑到中点时，电压表的示数为U2，电流表的示数为I2，电阻R3消耗的电功率为P3。已知：U1∶U2=4∶3，R1∶R2=1∶4，求： （1）电流I1与I2的比值； （2）电功率P1与P3的比值； （3）当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片P滑到B端时，电路消耗的总功率P。 7、如图所示，电源电压不变。小灯泡的阻值为12欧且不随温度变化。闭合开关S时，电流表的示数为I1，定值电阻R1消耗的电功率为P1；只闭合开关S、S1时，电流表的示数I2为1.5A；只闭合开关S、S2时，电流表的示数为I3；所有开关都闭合时，小灯泡L正常发光，定值电阻R1和R2消耗的总功率为P。已知I1:I3=1:2，P1:P=1:14。求： （1）定值电阻R1与R2的阻值之比； （2）电流表的示数I1； （3）小灯泡L的额定功率PL。 8、如图所示，电源电压不变。当只闭合开关S1，滑动变阻器滑片P在最左端时，电流表示数为I1，电阻R1的功率为P1。当闭合开关S1、S2，滑动变阻器滑片P在某一位置时，电流表示数为I2。电压表示数为4V，变阻器的功率为8W。当只闭合开关S1，滑动变阻器滑片P在另一位置时，电流表示数为I3。电压表示数为6V，变阻器的功率为3W。已知I1：I2=1：2。求： （1）电源两端电压。 （2）电阻R1的功率P1。 9、如图所示，电源电压U保持不变。当开关S、S1 、S2都闭合，滑动变阻器的滑片P移到A端时，电压表的示数为U，电流表的示数I；当开关S、S1闭合，S2断开，滑动变阻器的滑片P移到B端时，电路消耗的总电功率为P1，电压表的示数为U1，电流表的示数I1；当开关S、S2闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片P移到中点时，R2消耗的电功率为P2，电压表的示数为U2，电流表的示数为I2。已知U1:U2=2:5，U2:U=1:2，I=1.8A，P1 =2.88W。求： （1）电流I1与I2之比； （2）R2消耗的电功率为P2； （3）电源两端电压U。 10、如图所示，电源电压保持不变，当只闭合开关S1，且滑动变阻器的滑片P位于中点时，电压表的示数为U1，滑动变阻器消耗的电功率为P1；当只闭合开关S2时，电压表的示数为U2，电路消耗的总功率为1.2W；当开关S1、S2、S3都闭合，且滑动变阻器滑片P位于右端时，电流表的示数为1A，电阻R1消耗的电功率为P1。已知U2=2U1，P1=8P1。 求：（1）电阻R2与R3之比 ； （2）电源电压； （3）电功率P1 11、如图所示，电源电压不变，灯的电阻不变。当开关S1闭合，S2断开，滑动变阻器的滑片P移到B端时，R1的电功率为P1，电流表示数为I1；当开关S1断开，S2闭合时，R1的电功率为P′1，电流表示数为I2，此时灯Ｌ正常发光；当开关S1、S2都断开，滑动变阻器的滑片P在C点时，变阻器接入电路的电阻为RC，RC的电功率为PC，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，已知U1∶U2=3∶2，I1∶I2=3∶5，灯的额定功率为8W。电路通过断开、闭合开关以及移动滑动变阻器的滑片P，形成的不同电路所消耗的最大电功率与最小电功率之比为3∶1。求： （1）P1与P′1的比值； （2）滑动变阻器的电功率PC 。 12、如图所示，电源电压保持不变，R1、R2为定值电阻，开关S3始终闭合。闭合开关S1、断开开关S2，滑动变阻器的滑片置于某位置M时（图中未标出），滑动变阻器的阻值为RM，电流表的示数为I1，滑动变阻器的电功率PM为0.4W。保持开关S1闭合、开关S2断开，将滑动变阻器的滑片置于某位置N时（图中未标出），滑动变阻器的阻值为RN，电流表的示数为I2，电压表的示数为U1，滑动变阻器的电功率PN仍为0.4W。断开开关S1、闭合开关S2，滑动变阻器的滑片仍置于位置N时，电压表的示数变为U2。已知I1:I2=2:1，U1:U2=7:9。求： （1）滑动变阻器接入电路的阻值RM与RN之比； （2）定值电阻R1与R2的阻值之比； （3）改变开关状态和调节滑动变阻器的阻值，使电路的电功率最大，求出电路的最大电功率。 13、如图所示，电源电压保持不变。当开关闭合、断开，滑动变阻器的滑片移到右端时，电阻的电功率为，电流表的示数为；当开关断开、闭合时，电阻的电功率为，电流表的示数为；当开关、断开，滑动变阻器的滑片在中点时，电压表的示数为，电压表的示数为，滑动变阻器的电功率为。已知，，。求：（1）？ （2）电阻的电功率； （3）通过闭合或断开开关及移动滑动变阻器的滑片，求电路消耗的最大电功率。 14、如图所示，电源电压不变，灯丝电阻不随温度变化。当只闭合开关S1时，电流表的示数是I1。当只闭合开关S2时，电流表的示数是I2。当开关S1、S2都闭合时，灯L正常发光，电流表的示数为I3。当开关S1 、S2都断开时，电流表的示数是I4，电压表V1、V2示数之比为3:1，此时RL消耗的电功率为0.5W；已知I1:I2 =3:1， 求：(1) 电阻R1:R2； (2) 电流I3：I4； (3) 电路总功率的最大值Pm。 15、如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V 0.3A”字样，且灯丝电阻不随温度变化，定值电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器R2的滑片P在使用前位于最右端。当开关S1 、S2都闭合，调节滑片P的位置至a点时，小灯泡的功率为PL，电压表的示数为Ua，滑动变阻器的功率为P2；当开关S1闭合，S2断开时，调节滑片P的位置至b点时，小灯泡正常发光，电压表的示数为Ub，滑动变阻器的功率为P2/。（图中未标明a、b点的位置）已知：P2∶P2′＝25∶18，PL比小灯泡的额定功率小0.55W。求：电流表、电压表两次的示数和电源电压。 16、如图所示，电源电压不变，小灯泡L灯丝电阻保持不变。当开关S1、S2、S3都闭合，滑动变阻器的滑片P滑至B端时，小灯泡恰好正常发光，电流表的示数为I1，电压表的示数为U1；当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P滑至AB中点时，小灯泡消耗的功率为额定功率的1/4，电流表的示数为I2；当只闭合开关S2时，电流表的示数为I3，电压表的示数为U3，电阻R1的电功率P1为2W，已知： U1:U3=3:1， I1: I2=7:1。求： （1）电阻R1与R2之比； （2）小灯泡的额定功率P额 R2 U 丙 I3 R1 乙 R2 I2 U R3 U1′ U2′ 甲 R2 I1 U R3/2 U1 U2 1、开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器滑片P在中点时，电路连接如图甲；开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器滑片P在B端时，电路连接如图乙；开关S1、S2都闭合，滑动变阻器滑片P在A端时，电路连接如图丙。 ⑴甲、乙两图中： =＝2＝ ＝＝ 电源两端电压U不变，＝＝ 可得：R2＝R3 ① ⑵丙图中：并联总电阻为R并 =+ ② 乙、丙两图中：电源两端电压U不变，＝＝ ③ 由①②③有，= 可得：＝ 由R1=12Ω，则R2＝R3=6Ω ⑶甲图中：由欧姆定律39 I1===1A 2、解：（1） 当开关都断开，滑片P在最右端时，电路如图甲所示； 当开关都断开，滑片P在最左端时，电路如图乙所示； 当开关都闭合，滑片P在最左端时，电路如图丙所示。 I1 甲 U RL PL0 RL U 乙 I2 R2 PL=4PL0/9 P2 R1 U R2 丙 I3=1.5A P1=9W P总=18P2 P2 在甲、乙图中：∵= ， ∴ ∵U一定，∴ ∴＝ 在乙图中：P2＝＝ ；在丙图中：P2′＝ ∴＝ ① 已知：＝ ② 由①②式解得：P总＝＝2P2′ ③ ∵P总＝P1+P2′＝ ④ 由③④式解得：P2′＝P1＝9W ∴P总＝P1+P2′＝9W+9W＝18W (2) ∵P总＝U I3 ∴U ＝＝ ＝12V ∴R2＝＝＝16Ω ∴RL ＝2R2＝216Ω＝32Ω ∴灯L的额定功率： PL0＝＝＝4.5W P3=6.4W U1 甲 R1 U I1 乙 A R3 R2 R1 U I I2 R1 R2/2 U A 丙 R3 I3 R1 R2 U A 丁 R3/3 3、当开关S闭合，S1、S2断开，将滑动变阻器的滑片置于b端时，等效电路如图甲所示；当开关S、S2闭合，S1断开时，等效电路如图乙所示；当S、S1、S2都闭合时，将滑动变阻器的滑片置于R2中点，等效电路如图丙所示；当S、S1、S2都闭合时，将滑动变阻器的滑片置于b端时，等效电路如图丁所示。 U2 （1）由图乙得：I1R1=U2——① 由图丙得： ——② 由题意得：U2=U ①/②得：，， 将=，R1=20Ω代入运算得R2=30Ω （2）设图甲中电流为I，由图甲得：IR1=U1 ——③ 由图甲和图乙得，I(R1+R2+R3)=U2 ——④ 由题意得：U1∶U2=2∶9 ③/④得：，将R1=20Ω、R2=30Ω代入解得 R3=40Ω 由题意得：P3=I2R3， 由图甲得电源电压：U= I（R1+R2+R3）=0.4A（20+30+40）Ω=36V （3）由图丁得： 4、解：（1）只闭合开关S1、只闭合开关S3和开关S2、S3闭合时， 由题意可知: ，所以I额=4I ……………① 由答图1、2及答图2、3，∵电源电压U一定 I额RL=I（R1+ R2+ RL） ……………………………② ∴ …………………………③ 由①、②、③，可解得：RL=10W， R2=10W。 2）由答图2，P2=I2R2=0.9W，解得I=0.3A。 ∴U=I（R1+ R2+ RL）=0.3A（20W+10W+10W）=12V。 （3）保证电流表示数不为零的条件下，有如下三种电路情况： A. 开关S2、S3闭合，如答图3所示； B. 开关S1、S2、S3均闭合，如答图4所示； C. 开关S1、S2闭合，如答图5所示。 答图5 U R2 L I3 答图4 R1 U R2 I2 L 比较答图3、4、5可知，答图4中电流表示数最大，I大=I2，答图3中电流表示数最小，I小=I3。 ∴ I大=+=+=1.8A； I小===0.6A。 ∴ 。 5、解：当闭合开关S和S′时，等效电路图如图甲所示。当只闭合开关S时，等效电路图如图乙所示。 甲 乙 U R1 R2 I1 P2 P1 U1 U R1 R2 R3 PB U2 I2 1W （1） （2） 由（1）（2）两式解得： 6、解：当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P滑到A端时，等效电路如图甲所示；当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片P滑到中点时，等效电路如图乙所示；当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片P滑到B端时，等效电路如图丙所示。 （1）已知 = = Χ = （2）电源两端电压不变，I1(R3+R2+R1)=I2(R3+R2) 已知： 解得： 由图2甲、乙得：P1 = I12R1 P3= I22R3 解得: （3）由图2甲、丙得：P2= 8W= P= 解得P=40.5W 7、解：只闭合开关S时，等效电路图如图5所示；只闭合开关S、S1时，等效电路图如图6所示；只闭合开关S、S2时，等效电路图如图7所示；所有开关都闭合时，等效电路图如图8所示；[来源:学科网] 图5 L R2 U R1 I1 P1 图6 图7 R2 U I2=1.5A R1 U I3 L R2 U R1 I4 P 图8 U1 （1） ， （2）因为电源电压U保持不变，则：因为，所以 R1: R2:RL=5:2:3 （3） 电源电压U=I2R2=1.5A8Ω =12V 因为所有开关都闭合时，小灯泡L正常发光，此时小灯泡L两端电压等于电源电压。由题中图可知，小灯泡L两端的电压U=12V时，则小灯泡L的额定功率 8、当只闭合开关S1,滑动变阻器滑片P在最左端时，电路图如图1所示， 当闭合开关S1、S2，滑动变阻器滑片P在某一位置时，电路图如图2所示， 当只闭合开关S1,滑动变阻器滑片P在另一位置时，电路图如图3所示， P1 U R1 R2 I1 图2 U R1 RA I2 8W 4V 图1 图3 U R1 RB I3 R2 3W 6V 1分 RA=UA2PA=4V28W=2 RB=UB2PB=6V23W=12 I2=PAUA=8W4V=2A I3=PBUB=3W6V=0.5A I1I2=R1+RAR1+R2=12 R2-R1=4………… ① I2I3=R1+RB+R2R1+RA=R1+12+R2R1+2=14 3R1-R2=4………… ② 由①②式可得:R1=4 R2=8 U=I2R1+RA=2A4+2=12V I1=UR1+R2=12V4+8=1A P1=I12R1=1A24=4W 9、⑴开关S、S1 、S2都闭合，滑动变阻器的滑片P移到A端时，如图1所示； ⑵开关S、S1闭合，S2断开，滑动变阻器的滑片P移到B端时，如图2所示； ⑶开关S、S2闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片P移到中点时，如图3所示； R1 U I=1.8A 图1 R2 P1=2.88W U1 R1 U I1 图2 R3 R2 I2 U2 图3 P2 U 由图2、3：U1:U2=2:5，U2:U=1:2解得：U1:U=2:5 由图2: U1:U=2:5 解得：R3=4R1 由图3: U2:U=1:2 解得：R3=2R2 由图2、3：电源两端电压不变, 解得： 由图2、3得： 解得： 由图2、3：电源两端电压不变,得： 解得： 由图2：解得： 10、解：依题意画出等效电路图如甲、乙、丙：1分 U1 U A 甲 I1 P1 R1 R3 V S1闭合，P于中点时 S2闭合时 U2 乙 U A I2 P总=1.2W R2 R3 V R2 P1 R1 A U S1、S2、S3都闭合，p于右端时 丙 I3=1A （1）∵P1=8P1 (2)利用乙、丙两图中总电压不变 ∴=8 ∴= I2(R2+R3)=I3 得出：= ∴甲图中： ∵I3=1A ∴I2=0.2 A = ∴= ∵P总=UI2=1.2W ∴U=6V ∵U2=2U1 = (3)乙图中：R2+R3===30Ω ∴= ∴R2=R3=15ΩR1=10Ω ∴乙图中，= ∴P1===3.6W = P1=P1=0.45W R1 S1闭合S2断开时 U I1 图1 R3 P1 图2 S1断开S2闭合时 L U I2 R1 P′1 PL=8W UL L 图3 S1 S2断开时，U1 :U2=3:2 R1 U I3 RC PC=? U1 U2 UC 11、解：[来源:学.科.网] 由 得 …………① 由 得 ……② 当开关S1、S2都闭合时，电流只通过电阻R1，此时电路的电功率最大为Pmax；当开关S1、S2都断开，且滑片P在B端时，电阻R1、RL、R3串联，此时电路的电功率最小为Pmin 由得， …③ 解①②③式组成的方程组得：R3=3RL，R1=2RL，RC=RL 在图②中，因为R1=2RL，所以UL=；在图③中，因为R1=2RL，RC=RL，所以UC= 由PL=得， PC= 12、解： 当闭合开关S1、断开开关S2，滑动变阻器的滑片在某位置M时，等效电路如答图3甲所示； 当闭合开关S1、断开开关S2，滑动变阻器的滑片在某位置N时，等效电路如答图3乙所示； 当断开开关S1、闭合开关S2，滑动变阻器滑片仍在某位置N时，等效电路如答图3丙所示； 当电路消耗的电功率最大时，等效电路如答图3丁所示。 RM R1 PM=0.4W U I1 甲 U1 RN R1 PN=0.4W U I2 乙 U2 RN R2 U 丙 R1 U R2 丁 答图3 解：（1）PM= I12RM=0.4W，PN= I22RN=0.4W …………（1分） （2）由于电源电压不变，I1（）=I2（） 又，所以， 在图乙中， 又，所以 在图丙中，，所以 （3）PM= I12RM=（）2RM= ，，所以： 13、解：（1）S1闭合S2断开P在右端的等效电路如图甲。S1断开S2闭合的等效电路如图乙。 S1、S2断开，P在R2中点的等效电路如图丙。 R2 R3 P3＝？ I1 甲 R3 R1 U2 U1 Ⅰ3 丙 R3 丁 P3’’ R3 R1 乙 I2 P3’ 由图甲得：P3=I12R3， 由图乙得：P3’=I22R3， 又P3’=16P3，得 由图甲、乙得：I1（R3+R2）=I2（R3+R1），即R2=3R3+4R1……… 在图丙中U2=2U1得：R1+R2=2R3+2R1，即R2=4R3+2R1……… 解两式得：，， 即R1：R2：R3=1：10：2 R1：R2：R3=1：5：2 =0．48W （2）S1、S2闭合只有R3接入电路功率最大 ， Ｐ3’’=36P3=360．48W=17．28W 14、解：S1闭合，电路如图①， S2闭合，电路如图②， S1、S2闭合，电路如图③，S1、S2断开，电路如图④， （1）由图①、②、④，有 ∴ （2）由图③④得： （3）并联时总功率最大，由图③④得： ∴ p并=11W 15、解：当开关S1、S2都闭合，调节滑片P的位置至a点时，等效电路图如图1所示，简称为a状态；当开关S1闭合，S2断开时，调节滑片P的位置至b点时，如图2所示，简称为b状态。 U R1 L Ib Rb 图2 Ub 图1 U L Ia Ra Ua U R 由灯泡的标识“6V 0.3A”，根据欧姆定律I＝ 和电功率公式 P＝IU 可以得到： UL IL 6V 0.3A 灯泡灯丝电阻RL＝ ＝ ＝20Ω 由b状态时灯泡L正常发光，Ib等于灯泡的额定电流，即电流表示数为Ib＝0.3A 灯的额定功率PLe＝ULIL ＝6V0.3A＝1.8W 由已知可以得到：PL＝PLe－0.55W＝1.8W－0.55W＝ 1.25W PL Ia2 PLe Ia2 Ib2 灯丝电阻不变，根据电功率公式P＝I 2R ， ＝ Ia2＝Ia2PL/PLe ＝（0.3A）21.25W1.8W＝(0.25A)2 A状态电流表示数为Ia＝0.25A 由电功率公式，P＝I2R，P2＝Ia2Ra P2/＝Ib2Rb 由已知得到： (0.25A)2Ra Ia2Ra P2/ P2 (0.3A)2Rb Ib2Rb ＝ ＝ ＝25∶18 得到：Ra＝2 Rb 根据电源电压不变及欧姆定律，得到： Ia（Ra＋RL）＝Ib（Rb＋R1＋RL）, （0.25A）（2Rb＋20Ω）=（0.3A）（Rb＋10Ω＋20Ω） 解得：Rb=20Ω,Ra=40Ω 电源电压U＝Ia（Ra＋RL）=0.25A(40Ω＋20Ω)=15V om] 根据串联电路电压关系得到：a状态电压表示数：Ua＝U－IaRL＝15V－0.25A20Ω＝10Ω b状态电压表示数：Ub＝U－IbRL＝15V－0.3A20Ω＝9Ω 16、解：当开关S1、S2、S3都闭合，滑片P滑至B端时，电路如图甲所示；当只闭合开关S1，滑片P滑至AB的中点时，电路如图乙所示；当只闭合开关S2，电路如图丙所示； 丙 R1 U1 I3 R2 P1=2W RL I2 Rab/2 U1 甲 R2 U1 RL I1 P额 U3 PL’=1/4P额 [来源:学。科。网Z。X。X。K]乙 （1）在丙图中， 则 （2）在甲、乙两图中，电阻RL不变 ＝＝ 则RL= U一定，＝＝，则 ： 在甲丙图中