电路状态不明确题分析

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

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