如圖所示電路,電源電壓保持不變,燈L的電阻不隨溫度變化.當(dāng)開關(guān)S1斷開、S2閉合時(shí),電壓表V1的示數(shù)為U1,電流表的示數(shù)為I1;當(dāng)兩個開關(guān)都斷開時(shí),電壓表V2的示數(shù)為U2,電阻R1的功率P1=2W;當(dāng)只閉合S1時(shí),燈泡L正常發(fā)光,電流表的示數(shù)為I3.已知U1:U2=5:4,I1:I3=2:3.求:
(1)阻值R1與R2之比;
(2)燈L的額定功率PL
分析:先畫出三種情況的等效電路圖:①當(dāng)開關(guān)S1斷開、S2閉合時(shí),電阻R1和R2串聯(lián),電壓表V1測量的是電阻R1和R2兩端的電壓,電流表A測量的是整個電路中的電流;電壓表V1的示數(shù)為U1,電流表A示數(shù)為I1
②當(dāng)開關(guān)S1和S2都斷開時(shí),電阻R1、R2和燈L串聯(lián),電壓表V1測量的是電阻R1、R2和燈L兩端的電壓,電壓表V2測量的是R2和燈L兩端的電壓,電流表A測量的是整個電路中的電流;電壓表V2的示數(shù)為U2,電阻R1的功率P1=2W.
③當(dāng)只閉合開關(guān)S1時(shí),電路中只有燈泡L,并且燈泡L正常發(fā)光,電壓表V1測量的是燈L兩端的電壓.
(1)根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn),結(jié)合圖甲和圖乙中U1:U2=5:4列出一個電阻的比值關(guān)系式;再結(jié)合 圖甲和圖丙中I1:I3=2:3列出一個電阻的比值關(guān)系式,結(jié)合兩個關(guān)系式便可以計(jì)算出阻值R1與R2之比.
(2)根據(jù)歐姆定律結(jié)合圖乙和圖丙求出兩者的電流之比,再根據(jù)P=I2R計(jì)算出電阻R1的功率P1與燈L的額定功率PL之比,從而可以計(jì)算出燈L的額定功率PL
解答:解:
S1斷開,S2閉合時(shí),電路如圖甲所示;
S1和S2都斷開時(shí),電路如圖乙所示;
只閉合S1時(shí),電路如圖丙所示.

(1)根據(jù)甲圖和乙圖可知:
U1
U2
=
R1+R2+RL
R1+RL
=
5
4
,
R2
R1RL
=
5-4
4
=
1
4
;①式.
根據(jù)甲圖和丙圖可知:
I1
I3
=
U
R1R2
U
RL
=
U
R1 +R2
×
RL
U
=
RL
R1R2
=
2
3
,
RL
R1R2
=
2
3
;②式.
由①式和②式可解得:RL=2R2,R1=2R2,
即:
R1
R2
=
2
1
;RL=R1
(2)設(shè)當(dāng)開關(guān)S1和S2都斷開時(shí),電路中的電流為I2
根據(jù)乙圖和丙圖可知:
I2
I3
=
U
R1 +R2+RL
U
RL
=
RL
R1 +R2+RL
=
2R2
2R2+R2+2R2
=
2
5
,
P1
PL
=
I22R1
I32RL
=
I22
I32
=
22
52
=
4
25
,
則PL=
25
4
×P1=
25
4
×2W=12.5W.
答:(1)阻值R1與R2之比為2:1.
(2)燈L的額定功率PL為12.5W.
點(diǎn)評:本題考查了學(xué)生對串、并聯(lián)電路的判斷,串聯(lián)電路的特點(diǎn)以及歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用.本題難點(diǎn)在于很多同學(xué)無法將三種狀態(tài)下的功率關(guān)系及電壓關(guān)系聯(lián)系在一起,故無法找到突破口.解答此類問題時(shí),可將每一種情況中的已知量和未知量都找出來,仔細(xì)分析找出各情況中的關(guān)聯(lián),即可求解.
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(2012?延慶縣一模)如圖所示電路,電源兩端電壓保持不變,閉合開關(guān)S,斷開開關(guān)S1,調(diào)節(jié)滑動變阻器R2的滑片P使其接入電路的電阻值為其最大值的一半,電壓表V1的示數(shù)為U1,電流表的示數(shù)為I1;閉合開關(guān)S、S1,此時(shí)小燈泡L正常發(fā)光,電流表的示數(shù)為I2;閉合開關(guān)S,斷開開關(guān)S1,調(diào)節(jié)滑動變阻器R2滑片P至B端,電壓表V2的示數(shù)為U2,再調(diào)節(jié)滑動變阻器R2的滑片P使接入電路的電阻值為其最大值的3/4,此時(shí)電路消耗的總功率P為1W.已知:
I1
I2
=
2
5
,
U1
U2
=
6
5
,忽略溫度對燈絲電阻的影響.求:
(1)電阻R1和燈絲電阻RL的比值;
(2)小燈泡L的額定電功率.

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(2012?海滄區(qū)模擬)如圖所示電路,電源電壓為6V.閉合開關(guān),電阻R兩端的電壓為2V,電路中的電流為0.2A.求:
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(2)小燈泡L 10S消耗的電功.

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(2)開關(guān)S1斷開,S2閉合,移動變阻器的滑片P,為了保證電流表和電壓表不損壞,滑動變阻器接入電路中的阻值變化范圍是多少?

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如圖所示電路,電源電壓保持不變,滑動變阻器為保護(hù)電阻,為了保證電流表、電壓表及小燈泡均不被燒壞,實(shí)際操作中只允許電流表中的電流讀數(shù)在O.1A~0.4A范圍內(nèi)變化,電壓表中的電壓讀數(shù)在1V~2.5V之間變化.求:
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精英家教網(wǎng)如圖所示電路,電源電壓保持不變,電鍵S閉合,電路正常工作.
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兩點(diǎn)會造成電路中一個電表示數(shù)變?yōu)榱悖?br />(2)電路正常工作了一段時(shí)間后,電路中燈L、電阻R發(fā)生了故障,若造成電路中只有一個電表有示數(shù),則可能是
 
電表有示數(shù).可能的故障是:
 
(寫出所有可能故障).
若造成電路中只有一個電表無示數(shù),則可能是
 
無示數(shù).

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