6. A 7. D 8. A 9. B 10. A
11. D 12. C 13. ACD 14. ABD 15. ACD 16. ABD
17. 丁;乙;甲丙
18. 解:(1)当S1闭合、S2和S3都断开时,两灯泡串联,电流表A1、A2测电路中的电流,电流表A3被短路, 则电流表A3的示数为0A,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电流表A1、A2的示数相等,均为1A;
(2)当S2和S3闭合、S1断开时,两灯泡并联,电流表A1测通过L1的电流,电流表A2测通过L2的电流,电流表A3测干路电流, 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和, 所以:IA1=IA-IA2=4.5A-1.5A=3A;
(3)将S1、S2和S3同时闭合后,会造成电源短路,烧坏电流表和电源. 答:当S1闭合、S2和S3都断开时,电流表A2和A3的示数依次为1A、0A; 当S2和S3闭合、S1断开时,电流表A1的示数为3A;
若将S1、S2和S3同时闭合会发生短路现象. 19. 0.3A;4V 20. 3;1.5 21. 解:
①根据电流的流向,当S1、S2都断开时,电流从电源正极流出,电流依次通过L1、L3和电流表回到电源负极,由此画出等效电路如图所示:
;
②根据电流的流向,S1、S2都闭合时电流从电源正极流出分成两支,一支通过L2、S2,一支通过L1,汇合后经开关S2、电流表回到电源负
极,由此画出等效电路如图所示: .
22. 解:(1)当只闭合S2和S3时,R2短路,电路中只有R1,如下图左所示;
(2)当只闭合S2时,R1与R2串联,等效电路图如下右图所示;
23. 解:(1)只闭合开关Sl时,等效电路如下图:电源的电压为U=
=
=4V;
(2)只闭合开关S2时,等效电路如下图:
思路一:R1=R-R3→R=→I=I3=,
思路二:R1=
电路中电流为I1=I3=此时R3两端的电压为U3=
=
=
=0.4A,
=1.6V,
电阻R1两端的电压为U1=U-U3=4V-1.6V=2.4V; 电阻R1的阻值为R1=
=
=6Ω;
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(3)只闭合开关S3时,等效电路如下图:
①灯泡正常发光时的电流为0.4A,电流表的量程为0~0.6A, 则电路中的最大电流为I=0.4A, 此时电路中的总电阻为R=
=
=10Ω,
滑动变阻器接入电路的最小值为R2=R-R1=10Ω-6Ω=4Ω; ②当滑片右移时,在不损坏电压表的情况下有: 电压表的示数U2=3V,
R1两端的电压为U1′=U-U2=4V-3V=1V, 此时通过滑动变阻器的电流为I2=I1′=
=
=
A,
滑动变阻器接入电路的最大阻值为R2===18Ω;
∴变阻器R2的阻值范围是4~18Ω.
答:(1)电源电压为4V;(2)灯泡的电阻为6Ω;(3)变阻器R2的取值范围为4~18Ω. 24. 解:(1)只闭合开关S1时,等效电路图如图1,R1=
=
=40Ω;
(2)只闭合开关S2时,等效电路图如图2,
IL===0.105A,
小灯泡L的额定功率为:PL额=ULIL=3.8V×0.105A=0.399W;
(3)开关S1、S2、S3都闭合时,等效电路图如图3,干路电流最大, 只能到达0.6A,此时通过R2的电流最大:I2大=0.6A-0.2A=0.4A,
R2的最小值为:R2小===20Ω,
所以滑动变阻器R2的可调范围是20Ω~60Ω. 当滑动变阻器R2接入电阻最大为60Ω时,
I2小===0.13A,
这时干路电流最小为I小=0.2A+0.13A=0.33A, 所以电流表相应的变化范围是0.60A~0.33A. 答:(1)R1的阻值为40Ω;
(2)小灯泡L的额定功率为0.399W;
(3)开关都闭合时为保证各电路元件安全使用滑动变阻器范围为20Ω~60Ω,电流表相应的变化范围为0.60A~0.33A. 25. 解:(1)设灯泡额定功率为PL0,根据已知条件得, ∵
一定,
∴∴
=,∴
.
=,
当闭合S1、S2,变阻器滑片P移至最左端时,可以列出以下等式:
∵∴
?由①,②,③式得
把代入④整理得=4.5W 设开关闭合时变阻器的功率为P′2,
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即=4.5W 又∵P总=P1+P′2,
∴P总=9 W+4.5 W=13.5 W. (2)∵P总=UI3, ∴
=9V.
∴=18Ω
∴×18Ω=27Ω=3W
当S1、S2都断开,滑片P在最右端时,电路如图甲所示; 当S1、S2都断开,滑片P在最左端时,电路如图乙所示;
当S1、S2都闭合,滑片P在最左端时,电路如图丙所示.
答:(1)闭合S1、S2,变阻器的滑片P移至最左端时,电路消耗的总功率13.5 W,(2)灯L的额定功率3W. 26. 解:
(1)当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器的滑片P置于B端时,等效电路如图甲所示. 当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器的滑片P置于A端时,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置于B端时,等效电路如图丙所
示.
乙图中R1和R2串联:
有P=UI得:UR1===5V,
由欧姆定律得:UR2=I2R2=0.5A×8Ω=4V;
∵串联电路的总电压等于串联的各部分电路两端的电压之和, ∴电源两端的电压:U=UR1+UR2=5V+4V=9V; (2)乙图中由欧姆定律得:R1=甲图中R1、R2和R3串联: ∵U=IR, ∴∴R3=
=
, R1=
×10Ω=20Ω,
=
=10Ω,
丙图中R3单独接入:P===4.05W. 答:(1)电源两端的电压为9V;
(2)当开关S1、S2闭合,滑动变阻器的滑片P置于B端时,电路消耗的电功率P为4.05W. 27. 解:V1并联在L1和L2两端,测的是L1与l2电压之和:则U1+U2=7V ① V2并联在L2和L3两端,测的是L2与L3电压之和:则U2+U3=9V ② 电源电压是12V:则U1+U2+U3=12V ③ ③-①得:U3=5V
③-②得:U1=3V ④ 将④代入①可得:U2=4V
答:灯L1、L2、L3两端的电压分别为3V、4V、5V.
28. 解:去掉电压表后可知三个电阻串联,电压表V1和V2的示数之比为3:5,由串联电路中电压跟电阻成正比的特点可得: (R1+R2):(R2+R3)=3:5----①
U=I(R1+R2+R3)即:U=1A×(R1+R2+R3)----②
若将电压表V1换成电流表A1,电路中只有R3接在电源两端,可得: U=I′R3即:U=2A×R3③ 根据②③可得R1+R2=R3, 代入①可得R1:R3=1:3.
答:R1:R3=1:3.
29. 解;(1)S、S1、S2都闭合、滑片P在b端时,两灯并联,R1=0,因为两灯都正常发光,所以电源电压U=6V. (2)两灯都正常发光时,两灯两端的电压等于其额定电压,两灯的电功率等于其额定功率,红灯通过的电流为: 绿灯通过的电流为, =,
电流表A的示数为干路中的电路流:I=I红+I绿=0.5A+1A=1.5A;
=
=0.5A;
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(3)当S、S2闭合,S1断开时,变阻器R1与L绿串联.
R绿===6Ω,
串联电路的总电阻, R=
=
=24Ω,
滑动变阻器连入电路的电阻R1=R-R绿=24Ω-6Ω=18Ω;
(4)当S、S1、S2都闭合,滑片P在b端时,滑动变阻器的电阻为0,两灯并联并且两灯都正常发光,此时总电阻最小,电路中的电功率最大,P大=6W+3W=9W;
当S、S1闭合、S2断开,滑片P在a端时,滑动变阻器与红灯串联,此时总电阻最大,电路中的电功率最小,此时
R1=18Ω,R红===12Ω,
最小功率,P小===1.2W.
答:(1)电源电压为6V.
(2)两灯都正常发光时电流表的示数为1.5A.
(3)S、S2闭合、S1断开,电流表示数为0.25A时.滑动变阻器连入电路的电阻为18Ω. (4)该电路中最大电功率和最小电功率分别为9W、1.2W. 30. 解:(1)当S1,S2合上时,R3被短路,电路R1和R2并联; ∴,
∴通过R1的电流为:I1=I-I2=0.8A-0.6A=0.2A, ∴
(2)当S1,S2断开时,电路R2和R3串联, ∴
,
∴R3=R总-R2=60Ω-20Ω=40Ω.
答:R1=60Ω、R3=40Ω.
31. 解:(1)当只闭合开关S1时,电压表的示数为U1,电阻R3消耗的电功率为P3,
有
当只闭合开关S2时,电压表的示数为U2,电阻R3消耗的电功率为P3′,
有
又2U1=U2,P3=4P3′③ 由①②③得R1:R2=1:4 (2)∵I1:I2=2:1, ∴, ∴R3=R2-2R1, 又R2=4R1 ∴R3=2R1
设电源电压为U p2=1.6w,
即,
即,
最大功率为(电阻全部换成R1)
答:(1)求出电阻R1与R2的比值是1:4.(2)最大电功率是18w.
32. 解:当只闭合开关S1时,等效电路如图甲所示:当开关全闭合时,等效电路如图乙所示:
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(1)只闭合开关S1时,由功率公式可得:R1=;
由图甲、乙得: ===,即=;
故I2=2I1=2A;
(2)由欧姆定律得:U=IR
则:=; 则解得:R3=3R2;
因电源两端的电压不变,由甲乙可得: I1(R1+R2+R3)=I2(R1+R2) 则可解得:R2=2Ω;
电源电压U=I(R1+R2)=2A×(4Ω+2Ω)=12V.
(3)由图乙可得:电阻R2产生的热量:
22
Q=I2R2t=(2A)×2Ω×5×60s=2400J.
答:(1)电流表示数I2为2A;(2)电源电压为12V:(3)电阻R2产生的热量为2400J.
33. 解:(1)由题意知L1、L2的阻值R1、R2分别为:R1===20Ω,R2===30Ω
当P放在最左端时,滑动变阻器连入电路的阻值为0,电压表被短路,示数为0;
L1、L2并联,电流表测量干路电流.∴I=I1+I2=+=+=0.5A.
(2)只有一盏灯接入电路时,应是L1或L2与滑动变阻器串联,电路的总功率决定于电源电压和电流(电流表的示数). 电路中的总电阻R=R1(或R2)+Rp,
∴电路中的电流等于I==≤=0.3A<0.6A<1.5A,
∴电流表、滑动变阻器始终安全.
加在滑动变阻器两端的电压UP=U-U灯,若电压表安全,有UP=U-U灯≤3V,
若1:当让灯1工作时,则总电路的中电压表最大电压为3V,这总电阻最大为40欧姆
则:pmin===0.9W
2:当是灯2工作的时候,电路最大总电阻为60欧姆,
则:pmin===0.6W
答:(1)电压表和电流表的读数分别是0V、0.5A;(2)整个电路至少消耗的电功率是0.9W或0.6W. 34. 解:(1)当开关S、S1、S2都闭合时,R1、R2、R3并联,此时电路消耗的电功率最大 则 I并==5A,R并==44Ω 当开关S闭合,S1,S2断开时,R1、R2、R3串联 此时的电流I=
I并=0.5A
=440Ω
此时的总电阻R串=
根据以上计算,可以确定三个电阻应选:88Ω、176Ω、176Ω.
电路消耗电功率有四种状态.由P=可知:
在电源电压一定时,电功P的大小只取决于电阻R的大小, ①当开关S、Sl、S2都闭合时,电路如图甲; ②当开关S闭合,S1、S2断开时,电路如图乙; ③当开关S、S2闭合,S1断开时,电路如图丙; ④当开关S、Sl闭合,S2断开时,电路如图丁.
由图丙、丁看出,若R1=R3,电路只有三种工作状态, 因此R1≠R3不能同时是176Ω,所以R2只能是176Ω. 答:R2的电阻值为176Ω.
(2)电阻连接的顺序只有两种情况:
R1=88Ω,R2=176Ω,R3=176Ω或R1=176Ω,R2=176Ω,R3=88Ω 当开关s闭合,S1、S2断开时,R1、R2、R3串联, 电压表测量的是R1的电压: 当R1=88Ω时:U1=44V 当R1=176Ω时:U1′=88V
因此,电压表示数的可能值是:44V和88V.
答:在开关S闭合,S1、S2断开的状态下,电压表示数可能是44V和88V.
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