35. 解:(1)当S2闭合,S1、S3断开时,R1与R2串联,对R1由欧姆定律得:I=电源的电压为U=I(R1+R2)=0.2A×(20Ω+10Ω)=6V. (2)当S2断开,S1、S3闭合时,R1与R2并联,总电阻为:R=
=
==0.2A,
则电流为I1===0.9A
答:(1)当S2闭合,S1、S3断开时,电流表示数为0.2A,电源电压为6V. (2)当S2断开,S1、S3闭合时电流表的示数为0.9A.
36. 解:(1)当S1、S2均闭合且滑片P滑到b端时,小灯泡L短路,R1、R2并联,A1测总电流I,A2测R2电流I2 因为I:I2=3:2,根据并联电路电流规律:I=I1+I2,得I1=I-I2 所以:
由于R1与R2并联,电压相等,所以电流与电阻成反比,即
所以:;
(2)当S1、S2均断开且滑片P置于变阻器中点时,小灯泡L和R1串联
根据:P=IRL可得I=
2
==1A
滑片在中点时,R1=20Ω
根据串联电路电阻规律:R=R1+RL=20Ω+10Ω=30Ω 电源电压:U=IR=1A×30Ω=30V
当S1、S2均闭合且滑片P在b端时,电压表测电源电压,所以电压表示数U示=30V; (3)当S1、S2均断开且滑片P滑到端b时,电路总电阻最大,电路消耗电功率最小 电路总电阻:R′=R1′+RL=40Ω+10Ω=50Ω
电路总功率:P===18W;
答:(1)电阻R2的阻值是20Ω.
(2)当S1、S2均闭合且滑片P在b端时,电压表的示数是30V. (3)整个电路消耗的最小电功率是18W.
37. 解:(1)当S1闭合、S2断开,P在R1中点时,等效电路如图所示,灯L与R1′串联接在电源上, ∵灯正常工作,
∴I===0.25A,RL===24Ω,R串===48Ω,
∵R1′=R1=R串-RL=48Ω-24Ω=24Ω,
∴R1=24Ω×2=48Ω.
(2)S1闭合、S2断开,P在R1最左端时(等效电路如图所示),R1与L串联接在电源上, R串′=R1+RL=48Ω+24Ω=72Ω,
此时该支路上的电流I′==
2
=A,
2
L的实际功率为PL′=(I′)RL=(A)×24Ω=0.67W.
(3)P在R1最左端,S1、S2均闭合时,等效电路如图所示,L被短路,只有R1、R2并联接在电源上, 电流表的示数为干路上的电流, ∵I1=I2=I-I1=1.25A-0.25A=1A,
∴R2===12Ω.
答:(1)滑动变阻器R1的最大阻值为48Ω; (2)小灯泡这时的实际功率为0.67W; (3)R2的阻值为12Ω. 38. 12;24;6 39. 解:
=0.25A,
开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器的滑片P移到B端时,等效电路图如图①所示;
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当开关S1断开、S2闭合时,等效电路图如图②所示;
当开关S1、S2都断开,滑动变阻器的滑片P在某点C时,等效电路图如图③所示;
(1)由图①②可知:∵P2:P2′=49:144, ∴I1:I2=7:12;
==,
(2)由图③可知:===,
解得:8R1+5RC=3R2,----------④ 由图①可知:I1=由图②可知:I2=由图③可知:I3=∵I2:I3=9:7,
, ,
,
即:=9:7,
解得:2R1+2R2=7RC,----------------⑤ 由④⑤可得:
R2:RC=3:1,R1:RC=1:2,--------------⑥ ∵I1:I2=7:12,
即:=7:12,
解得:12R1+5R2=7RB,----------------⑦ 将⑥代入⑦得: RC:RB=1:3,
∵I1:I2=7:12,I2:I3=9:7,
∴I1:I3=3:4, ===.
答:(1)I1:I2为7:12;
(2)第一种状态和第三种状态中连入电路中的变阻器消耗的电功率之比为27:16. 40. 解: (1)因为P=
,
所以灯泡的电阻为RL===12Ω;
(2)只闭合S1时,电路的等效电路图如下图所示: 因为串联电路中的总电阻等于各分电阻之和, 所以R′=R1+RL=18Ω+12Ω=30Ω, 根据欧姆定律可得:
电源电压为U=IR′=0.2A×30Ω=6V;
(2)只闭合S2时,等效电路图如图所示: 因为P=UI,
所以灯泡额定电流为I额===0.5A,电流表的量程为0~0.6A,
所以电路中的最大电流为Imax=0.5A,即灯泡能正常工作, 所以灯泡的最大功率为Pmax=P额=3W;
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当移动滑动变阻器的滑片时, 已知电压表的量程是0~3V,
所以电压表的示数达到最大示数为3V, 因为串联电路的总电压等于各分电压之和, 所以小灯泡最小电压为ULmin=6V-3V=3V;
所以灯泡的最小功率为Pmin===0.75W.
即灯泡消耗的功率的变化范围0.75W~3W. 答:
(1)小灯泡L的电阻为12Ω; (2)电源电压为6V;
(3)只闭合S2时,在所有元件都安全的情况下,小灯泡功率的变化范围是0.75W~3W. 41. 解:(1)当S1断开、S2、S3闭合且滑片P滑到b端,等效电路如图甲所示, R1与R2并联,则I=I1+I2, ∵
=,∴
=,
∵U1=U2,由I=得:
=
=,
∴R2=R1=×40Ω=20Ω, 当S1、S2、S3均断开且滑片P置于ab中点时,等效电路图如图乙所示, 则R1′=R1=×40Ω=20Ω, ∵小灯泡L功率为10W,
∴由P=I2
R得:
I=IL===1A,
此时电路的总阻值为R=R1′+RL=20Ω+10Ω=30Ω,
由欧姆定律得:电源电压U=IR=1A×30Ω=30V. (2)S1、S2、S3均闭合,等效电路图如图丙所示, 当电流表A的示数为3A时,
由欧姆定律得:电路的总阻值为R并===10Ω,
由=+得:
此时滑动变阻器的阻值为R1″===20Ω,
当滑动变阻器全部连入电路,则:
I1min===0.75A,I2===1.5A,
干路电流为I=I1min+I2=0.75A+1.5A=2.25A<3A, 所以,滑动变阻器可以全部连入电路,
则滑动变阻器最小功率Pmin=UI1min=30V×0.75A=22.5W,
Pmax===22.5W.
答:(1)电阻R2的阻值为20Ω;
(2)滑动变阻器消耗的最大功率和最小电功率分别为45W、22.5W. 42. 解:①S闭合,P在A时RL与RAB并联,电流表测灯泡的电流,UL=U电源=24V,IL=1A,RL==
=24Ω;S断开,P在中点O时,RL与0.5RAB串联,UAO=12V,
根据串联电路特点,U=UAO+U'L得U'L=U-UAO=24V-12V=12V,所以0.5RAB=RL=24Ω 故滑动变阻器最大电阻RAB=48Ω;
②断开开关S,RL与R串联,电压表示数最大为15V,UL最小为24V-15V=9V
所以PL最小值===3.375W.
答:(1)滑动变阻器的最大阻值是48Ω,灯泡的电阻是24Ω;(2)灯泡的最小功率是3.375W. 43. 解:(1)任意找出一组电压值和电流值,R1===20Ω; 答:R1的阻值大小为20Ω.
(2)S1、S2、S3均闭合时,电阻R3短路,电阻R1和R2并联,电流表测干路电流 根据并联电阻的特点,电路总电阻为R===12Ω ∴电源电压U=IR=0.5A×12Ω=6V. 答:电源电压为6V.
(3)S1闭合,S2、S3断开时,电阻R1断路,电阻R2和R3串联,电流表测电路电流, 电阻R2两端电压为:U2=IR2=0.15A×30Ω=4.5V ∴电阻R3两端电压为:U3=U-U2=6V-4.5V=1.5V
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电阻R3消耗的功率P3=U3I=1.5V×0.15A=0.225W 答:R3消耗的功率为0.225W.
44. 解:滑片P置于变阻器的中点M,且只闭合开关S1时,等效电路如图(甲)所示;
将滑片P置于变阻器的B端,且只闭合开关S2时,等效电路如图(乙)所示; 将滑片P置于变阻器的A端,且开关S1、S2都闭合时,等效电路如图(丙)所示.(1)由图(甲)、图(乙)得:I1=,I2=;
则:
由I1=0.8A得:I2=0.3A;
(2)由图(乙)得:,
由图(乙)、图(丙)得:;
由;
U总=I2(R2+R3)=0.3A×(30Ω+10Ω)=12V; 由U总=3U=12V得:U=4V;
由图(甲)得:U1=U总-U=3U-U=2U=8V;
;
则R1在两开关全闭合时,消耗的功率: ;
答:(1)电流表示数为0.3A;(2)R1消耗的功率为14.4W.
45. 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==
=0.4A,
此时R3两端的电压为U3=
=
=1.6V,
电阻R1两端的电压为U1=U-U3=4V-1.6V=2.4V;
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电阻R1的阻值为R1===6Ω;
(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. 46. 解:当开关S闭合,托盘中不放物体时,R与R0串联,电压表测量R0两端电压,等效电路如图甲所示; 当开关S闭合,称量物体质量达到最大值时,电路为R0的基本电路,电压表测量R0两端电压,等效电路如图乙所
示.根据P=
可知,因为R0不变,
U=
=(
)=
2
,所以
=
;
已知:U=3V,所以:U0=×3V=1V;
故电压表示数的范围为:1V~3V.
答:电压表示数的范围为1V~3V.
47. I1=I2;U=U2=13.5V,U3=2.7V,U1=10.8V
48. 解:(1)由电路图可知,开关S闭合、S1断开时,电源、电流表A、A2、灯L2组成串联电路,等效电路图如图所示.
(2)由电路图可知,开关S、S1都闭合时,两灯泡并联,电流表A测干路电流,A1测灯L1的电流,A2测灯L2的电流,
I2===2A,通过L1的电流:I1=I-I2=3.5A-2A=1.5A, 电流表A1的示数为1.5A.
答:(1)等效电路图如图所示;
(2)A1的示数为1.5A.
49. 解:由电路图可知,三灯泡串联,V1测L1、L2两端的电压,V2测L2、L3两端的电压, ∵串联电路中总电压等于各分电阻之和, ∴U1+U2=4V----------① U2+U3=6V------------②
当将灯L1、L2的位置互换后,三灯泡仍串联,V1测L1、L2两端的电压,V2测L1、L3两端的电压, 则U1+U2=4V----------③ U1+U3=6V------------④ 由②④两式可得:U1=U2, 代入①式可得:U1=U2=2V,
U2=2V代入②式可得:U3=6V-U2=6V-2V=4V, 则电源的电压:
U=U1+U2+U3=2V+2V+4V=8V.
答:灯L1、L2、L3两端的电压分别为2V、2V、4V,电源电压为8V.
50. 解:(1)由电路图可知,三灯泡并联,电流表A1测L1支路的电流,电流表A2测L1和L2支路的电流之和,电流表A3测干路电流,等
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