电学极值问题汇总
更新时间:2024-04-24 18:38:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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1.物理小组自制一个可以改变电功率的电热器。他们用三
根阻值不相等的电阻丝R1、R2和R3按图21连接起来,接入220V电源。已知R1<R2<R3,闭合电源开关S,通过S1R3 R1 S1 R2 S和S2的开关控制,可以得到四种不同的电功率,知道最大的电功率是最小电功率的11倍,只闭合S1时流过电路的电流是2.2A,此时电功率是只闭合S2时电功率的2倍。求三根电阻丝的阻值。(5分)
2.育兴学校科技小组的同学们制作了一个多档位电热器模
型。为了分析接入电路的电阻对电热器的电功率的影
响,他们将电表接入电路中,其电路图如图18所示。电源两端电压不变,R1=10?。开关S1、S2都断开或都闭合所形成的两个电路状态中,电压表示数之比为1∶6;R2消耗的最大功率和最小功率之比为4∶1;R3的最小功率为0.8W。 求:⑴电阻R2的值; ⑵电源两端的电压;
(3)这个电热器可能有多少个档位,分别是多少瓦。
S2 220V 图21 3.育兴学校科技小组的同学们制作了一个多档位电热器模型。为了分析接入电路的电阻对
电热器的电功率的影响,他们将电表接入电路中,其电路图如图24所示。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;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′,测得此时电阻R2消耗的电功率为1.6W。已知2U1=U2, P3=4P3′,电源两端电压保持不变。 (1)请你计算出电阻R1与电阻R2的比值。
(2)当开关S1、S2、S3分别处于什么状态时,电路消耗的电功率最大,请你计算出这个电功率。
4.如图20所示的电路,电源电压保持不变。只闭合S1和S3时,电流表的示数为I1;断
开S1,闭合S2、S3和S4时,电流表的示数为I2;当闭合S1、S4,断开S2和S3,电阻R3消耗的功率为10W,已知I1∶I2=2∶3,R3=2R2,计算:(1) R1与R2的比值;
(2)该电路消耗的最大电功率. R1 S1
S2 R2 R3 A S4 图20
S3
5.如图26所示电路总电压不变。只闭合开关S3,滑动变阻器的滑片P在最左端时,电路
消耗总功率为10W,电流表的示数为I1;只断开开关S1,滑片P移至最右端时,电流表的示数为I2,电压表的示数为U1;只闭合开关S1,滑片P仍在最右端时,电压表示数为U2。若I1∶I2=5∶3,U1∶U2=2∶3。 求:上述三个状态中,电路消耗总功率的最小值。
6.如图
29所示,电源电压保持不变,断开开关S3,分别只闭合开关S1和只闭合开关S2
时,电阻R1和R2两端的电压之比为4∶3,电阻R3消耗的电功率之比为4∶9,电路中的电流分别为I和I’。只闭合开关S2时 ,电阻R3消耗的电功率为P3’=100W。 求:(1) 只闭合开关S1和只闭合开关S2时, 电路中的电流比I∶I’;
(2)R1和R2的电阻比;
(3)电路消耗的最大总电功率。
图29
7.在图24所示电路中,电源电压6V恒定,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~
3V,灯L1和L2的规格分别为“6V 1.8W”和“6V 1.2W”,滑动变阻器R的规格为“50Ω 1.5A”,不计温度对灯丝电阻的影响。求: (1)灯泡L1和L2的电阻各多大?
(2)滑动变阻器的滑片P放在a端时,闭合开关S1、 S2、S3后,电压表和电流表的读数是多少? (3)若两灯中只允许一盏灯工作,且要求电路元 件安全使用,在滑片移动过程中,整个电路消耗的 最小电功率? (5分)
图 24
8.将电阻R0与电阻R1串联后接在电压不变的电源两端,R1的功率为P1;将电阻R0与电
阻R2串联后接在同一电源两端,R2的功率为P2.下列说法正确的是 A.如果R1=R2,则一定有P1=P2 B.如果R1>R2,则可能P1<P2
C.如果R1>R2,则一定有P1<P2 D.如果R1R2=R02,则一定有P1=P2
9.在图22所示电路中,电源电压6V恒定,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~
3V,灯L1和L2的规格分别为“6V 1.8W”和“6V 1.2W”,滑动变阻器R的规格为“50Ω1.5A”,不计温度对灯丝电阻的影响.求:(1)滑动变阻器的滑片P放在a端时,闭合开关S1、S2、S3后,电压表和电流表的读数是多少?
(2)若两灯中只允许一盏灯工作,且要求电路元件安全使用,在滑片移动过程中,整个电路至少消耗多少电功率? (5分)
图22
10.如图9电路中,电源两端电压保持不变,a,b是滑动变阻
器的两个端点,R2=20Ω,灯L标有“9V 8.1w”字样。 当S1断开,S2闭合,变阻器滑片P滑至a端时,电流表的示数为0.6 A;当S1、S2都闭合,滑片P滑至b端时,电流表的示数为0.45A,
则当S1、S2都断开,滑片P在a、b间滑动时,电路 图9 中消耗的最大功率和最小功率之比为 。
1.(11东城一模)36.如图24所示的电路中,电源两端的电压保持不变。闭合开关S、S1,当滑片P移至滑动变阻器R2的A端时,电压表
V2 V1 V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2,电流表A的示数为I1,滑动变阻器R2消耗的电功率P2为3W。当只闭合开关S,将滑片P移至滑动变阻P S1 器R2的中点时,电压表V1的示数为U1?,电压表1 R3 V2的示数为U2?,电流表A的示数为I2。闭合开A R2 B 关S、S1,当滑片P移至滑动变阻器R2的B端时,
A R1 电流表A的示数为I3,电阻R3的电功率为P3。 已知U1=
4U1?,U2=4U2?。求: 5S (1)电流I1与I2的比值。
(2)电功率P3的大小。
(3)通过断开、闭合开关及移动滑动变阻器滑片
图24 P,电路所消耗的最小电功率Pmin 。(结果保留1
位小数)
2.(11西城一模)36.如图27所示的电路中,电源两端的电压和灯泡的电阻均保持不变。
当只闭合开关S和S1时,灯L1正常发光,电流表A的示数为I1,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2,电阻R3消耗的电功率为P3 ;当只闭合开关S和S2时,电流表A的示数为I2,电压表V1的示数为U1?,电阻R4消耗的电功率为P4 。已知:3U1=2U2,U1=2U1?,P3=2W,P4=2.5W。 求:
(1)电流I1与I2的比值; (2)电阻R3与R4之比; (3)灯L1的额定电功率P1;
(4)通过开关的断开或闭合,电路处于不同状态。在电路的各工作状态中,所消耗的最大电功率Pmax与最小电功率Pmin的比值。
3.(11石景山一模)39.如图22所示,电源两端电压不变,电阻R1的阻值为4Ω。闭合开
关S,当滑动变阻器的滑片P位于左端时,电流表的示数为I1,电压表V1的示数为U1,变阻器的功率为P1,R2的电功率为1W。当滑动变阻器的滑片P位于中点时,电流表的示数为I2,电压表V2的示数为U2,变阻器的功率为P2。已知:U1=U2,P1:P2=8:9。求:
(1)电流表的两次示数之比I1:I2; (2)电阻R2的阻值;
(3)移动滑动变阻器的滑片,电路所消耗的最大电功率P最大。
图22
S R3 R1 V2 R2 V1 P 4.(10东城一模)37.如图27所示电路,设电源电压不变。当只闭合开关S1时,电流表的示数是I1;当只闭合开关S2时,电流表的示数是I2;已知I1:I2 =2:1。当通过控制开关S1和S2,使电路消耗的最大功率和最小功率分别为P总和P总?,已知电路消耗的总功率达到最小时,电压表V1、V2的示数之比为2:1,电阻R2消耗的电功率P2?为2W,求: (1)电阻R1与R2之比;
(2)电路消耗的最大功率P总;
(3)在2s内电路消耗的总功率分别达到最小和最大时,产生的热量Q总?与Q总之比。 V1 R3 V
S1 S2 R1 R2
V2
V
图27
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