摘要:1.如图所示的电路中a、b、c为三只电表(电压表或电流表),L1标有“3V 3W”,L2标有“6V 3W”。闭合开关S,其中一盏灯正常发光,另一盏虽然发光但较暗。若不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是
1.如图所示的电路中a、b、c为三只电表(电压表或电流表),L1标有“3V 3W”,L2标有“6V 3W”。闭合开关S,其中一盏灯正常发光,另一盏虽然发光但较暗。若不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是
A.L1、L2为串联,电表a为电流表
B.L1、L2为并联,电表b为电压表
C.电表c为电压表,且示数为3V
D.灯泡L2的实际功率为3W
分析:AB、由P=UI可得,两灯泡正常发光时的电流分别为:
I1=
=
=1A,I2=
=
=0.5A,
由I=
可得,灯泡L2的电阻:
R2=
=
=12Ω;
因灯泡L1正常发光,则通过L1的电流为1A;灯泡L2虽然发光但较暗,则通过L2的电流小于0.5A,
所以,通过L1、L2的电流不相等,L1与L2应并联,
则a一定是电流表,b是相当于导线的电流表,c是相当于开路的电压表,故A、B均错误;
C、此时电流表a测干路电流,电流表b测L2支路的电流,电压表c测电源的电压,
因并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡L1正常发光,
所以,电源的电压U=U1=3V,即电压表c的示数为3V,故C正确;
D、此时通过灯泡L2的电流:
I2′=
=
=0.25A,
灯泡L2的实际功率:
P2′=UI2′=3V×0.25A=0.75W,故D错误。
2.如果将两个电阻R1和R2以某种形式连接起来接入电路中,则电阻R1消耗的功率为12W,如果将这两个电阻以另一种形式连接起来接入原电路中,测得该电路的总电流为9A,此时电阻R1消耗的功率为108W,问:电阻R1和R2的阻值各为多少?
分析:由P=
得:
并联时R1消耗功率P1=
=108W﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
由并联电路的干路电流等于各支路电流之和的:
I=I1+I2=
+
=9A﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
串联时由并联电路的总阻值等于各电阻之和得:
R=R1+R2,则电路电流I=
=
则R1消耗功率为P1′=I2R1=(
)2R1=12W﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
三式联立可得:R1=3Ω,R2=6Ω,U=18V。
(多选)3.现有一个电压不变的电源,两个定值电阻R1、R2。先将这两个电阻以某种形式连接到电源上,R1消耗功率为P0;再将它们以另一种形式连接到该电源上,R1消耗功率为16P0。两种连接形式中均有电流通过R2,则先后两种连接形式中
A.R1两端的电压比为1:2
B.R1两端的电压比为1:4
C.R2消耗的功率比为2:9
D.R2消耗的功率比为9:16
分析:(1)将这两个电阻以某种形式连接到电源上,R1消耗功率为:P0=
﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
另一种形式连接到该电源上R1消耗功率为:16P0=
﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得R1两端的电压比为:
U1:U1′=1:4,故A错误、B正确;
(2)因为R1、R2接到同一电源上,且第2次R1两端的电压更大,所以,第一种以串联方式连接;第2次以并联方式连接,如下图:
则由并联电路的特点和前面的解答可得,电源电压U=U1′=4U1;
因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,
所以,串联时,R2两端的电压U2=U﹣U1=4U1﹣U1=3U1,
并联时,R2两端的电压U2′=U=4U1;
则第一种连接时,R2消耗的功率:P2=
;
第二种连接时,R2消耗的功率:P2′=
;
则:
=
=(
)2=(
)2=
。故C错误,D正确。
(多选)4.如图所示,R1、R2阻值不变,甲、乙两电表可能同是电流表,也可能同是电压表。闭合开关S,甲、乙两电表的示数之比为3:2:断开开关S,同时将甲、乙换成另一种电表,下列判断正确的是
A.R1:R2=2:1
B.更换电表后,甲、乙两电表读数之比为1:3
C.在前后两个电路中,电阻R1的电功率之比为4:9
D.在前后两个电路中,电路消耗的总功率之比为2:9
分析:A、根据电路图可知,闭合开关S时,甲、乙均并联在电路中,因此均为电压表,R1、R2串联,甲测量电源电压,乙测量R2两端电压;
因串联电路处处电流相等,所以由I=
可得,R1:R2=
:
=U1:U2=(U甲﹣U乙):U乙=(3﹣2):2=1:2,故A错误;
B、断开S,R1、R2并联,甲、乙均为电流表,甲测量通过R2的电流,乙测量干路电流;
因并联电路两端电压相等,所以由I=
可得,I1:I2=
:
=R2:R1=2:1,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以I甲:I乙=I2:(I1+I2)=1:(2+1)=1:3,故B正确;
C、闭合开关S后,两电阻串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流:
I=
=
=
电阻R1的电功率:
P1=I2R1=(
)2×R1=
;
断开S,R1、R2并联,
电阻R1的电功率:
P1'=
在前后两个电路中,电阻R1的电功率之比为:
P1:P1'=
:
=1:9,故C错误;
D、闭合开关S后,两电阻串联,电路消耗的总功率为:
P总1=UI=U×
=
;
断开S,R1、R2并联,R2的功率为:
P2=
=
电路消耗的总功率为:
P总2=P1'+P2=
+
=
在前后两个电路中,电路消耗的总功率之比为:
P总1:P总2=
:
=2:9,故D正确。
(多选)5.如图所示电路中a、b、c为三只电表(电流表或电压表),闭合开关S,标有“3V 3W”的灯泡L1发光较暗,有“6V 3W”的灯泡L2正常发光。不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是
A.a为电流表,示数为0.5A
B.b为电压表,示数为9V
C.c为电流表,示数为1A
D.灯泡L1的实际功率为0.75W
分析:由P=UI可知L1正常发光的电流为:I1=
=
=1A;L2正常发光的电流为:I2=
=
=0.5A;
由欧姆定律可得,L1的电阻为:R1=
=
=3Ω;
L2的电阻为:R2=
=
=12Ω;
A、由题知灯泡L1发光较暗,L1两端的电压低于3V,而灯泡L2正常发光,L2两端的电压为6V,因此通过两灯两端的电压不同,所以两灯应该是串联;
若a表为电压表,电路断路,灯泡不能发光,故a表为电流表,测量电路中的电流;若b表为电流表电源短路,所以b表为电压表,测量电源电压;若c为电流表,灯L2被短接,L2不能发光,故c表为电压表,测量L2两端的电压;
则电流表a测电路中的电流,其示数为灯L2的额定电流:I2=0.5A,故A正确;
B、电表b是电压表,测量电源电压,
由串联电路的电流规律可得,通过灯泡L1的实际电流:I1实=I2=0.5A,
由欧姆定律可得,L1两端的实际电压:U1实=I1实R1=0.5A×3Ω=1.5V,
由串联电路电压规律可得,电源电压即电压表b的示数为U=U2+U1实=6V+1.5V=7.5V,故B错误;
C、电表c是电压表,测量L2两端的电压,其示数为L2的额定电压:U2=6V,故C错误;
D、灯泡L1的实际功率为:P1实=U1实I1实=1.5V×0.5A=0.75W,故D正确。
(多选)6.图中所示电路中的a、b、c为三只电表(电压表或电流表),其中灯泡L1标有“3V 3W“,L2标有“6V 3W”。闭合开关S,一只灯泡正常发光,另一只灯泡发光较暗,若不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是
A.若是L1正常发光,a的示数为1.25A
B.若是L1正常发光,b的示数为0.25A
C.若是L2正常发光,c的示数为0.25A
D.若是L2正常发光,L1的功率为0.75W
分析:由P=UI可得,两灯泡正常发光时的电流分别为:
I1=
=
=1A;I2=
=
=0.5A,
由I=
可得,灯泡L1、L2的电阻分别为:
R1=
=
=3Ω;R2=
=
=12Ω;
AB、若灯泡L1正常发光,则通过L1的电流为1A;
灯泡L2虽然发光但较暗,则说明通过L2的电流小于其额定电流0.5A,
所以,通过L1、L2的电流不相等,则L1与L2应并联,
则由图可知,a、b一定是电流表,a测干路电流,b测通过L2的电流,c是电压表,测电源电压;
L1正常发光,由并联电路的特点可知,电源电压U=U1=3V,
通过L2的电流:I2′=
=
=0.25A,即b的示数为0.25A,故B正确;
a的示数:Ia=I1+I2′=1A+0.25A=1.25A,故A正确;
CD、若灯泡L2正常发光,则通过L2的电流为0.5A,
灯泡L1虽然发光但较暗,则说明通过L1的电流小于其额定电流1A,
所以,通过L1、L2的电流相等,L1与L2应串联,
则由图可知,a、b一定是电压表,a测L2两端的电压,b测电源电压,c是电流表,测电路中的电流,因灯泡L2正常发光,所以c的示数为0.5A,故C错误;
则L1的功率为:P1实=
R1=(0.5A)2×3Ω=0.75W,故D正确。
来源:苏能教育