人教版九年級物理寒假提升練習(xí)專題一8 電學(xué)微專題三（4題型）（電學(xué)綜合計算）（2份，原卷版+解析版）

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TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc18216" PAGEREF _Tc18216 \h 2
\l "_Tc19461" 題型01 歐姆定律、電功率綜合計算 PAGEREF _Tc19461 \h 2
\l "_Tc5910" 題型02 歐姆定律在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用 PAGEREF _Tc5910 \h 8
\l "_Tc20696" 題型03 電熱的綜合計算 PAGEREF _Tc20696 \h 11
\l "_Tc6885" 題型04 綜合題 PAGEREF _Tc6885 \h 15
\l "_Tc15925" PAGEREF _Tc15925 \h 21
\l "_Tc22927" PAGEREF _Tc22927 \h 27
題型01 歐姆定律、電功率綜合計算
1.如圖所示，電源電壓恒定，R1=30Ω，當(dāng)S閉合，S1斷開時，電流表的示數(shù)為0.2A；當(dāng)S、S1都閉合時，電流表的示數(shù)為0.5A。求
（1）電源電壓；
（2）R2的阻值；
（3）S、S1都閉合時，通電1min電流通過R2做的功。
【答案】（1）6V；（2）；（3）108J。
【解析】（1）當(dāng)S閉合，S1斷開時，只有R1接入電路，此時電流表的示數(shù)為0.2A，電源電壓為
（2）當(dāng)S、S1都閉合時，R1與R2并聯(lián)，電流表測量電路總電流，電流表的示數(shù)為0.5A，則通過R2的電流為
則R2的阻值為
（3）當(dāng)S、S1都閉合時，R1與R2并聯(lián)，通電1min電流通過R2做的功為
答：（1）電源電壓為6V；（2）R2的阻值為；（3）S、S1都閉合時，通電1min電流通過R2做的功為108J。
2.如圖甲所示，電源兩端電壓恒為3V，開關(guān)S閉合，當(dāng)滑動變阻器的滑片P移動到某一位置時，電壓表的示數(shù)1.8V，電流表的示數(shù)如圖乙所示。
（1）讀出電流表的示數(shù)為___________A；
（2）求定值電阻的阻值；（ ）
（3）求此時滑動變阻器的電功率。（ ）
【答案】①0.3；②；③。
【解析】（1）[1]由圖甲可知，電阻R1和變阻器R2串聯(lián)，電壓表測量R1兩端的電壓，電流表測量電路中的電流，圖乙中，電流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，電流表的示數(shù)是0.3A，由串聯(lián)電路電流的規(guī)律可知通過電阻R1和變阻器R2的電流都是0.3A。
（2）[2]定值電阻的阻值
（3）[3]由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知此時滑動變阻器兩端的電壓U2=U-U1=3V-1.8V=1.2V
此時滑動變阻器的電功率。
3.如圖所示，電源電壓恒定，L為“6V 3.6W”的小燈泡（假設(shè)燈絲電阻不隨溫度變化）。當(dāng)S1斷開，S和S2閉合時，燈泡L正常發(fā)光；當(dāng)S、S1、S2都閉合時，通過定值電阻R1、R2的電流之比為3：2；閉合開關(guān)S，在確保通過電阻R2的電流不為零的前提下，控制S1、S2的通斷，R2消耗的最大功率和最小功率之比為9：1。求：
（1）燈泡L的電阻；
（2）電源電壓；
（3）R2消耗的最大功率。
【答案】（1）10Ω；（2）6V；（3）4.8W。
【解析】（1）由“6V 3.6W”可得，小燈泡L的電阻為
（2）當(dāng)S1斷開、S和S2閉合時，R1、R2短路，只有L接入電路，小燈泡正常發(fā)光，即電源電壓等于小燈泡兩端的電壓為6V。
（3）當(dāng)S、S1和S2都閉合時，L、R1、R2并聯(lián)，此時功率最大為
通過定值電阻R1、R2的電流之比為3：2，由并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等
可得
當(dāng)S閉合，S1，S2都斷開時，L、、串聯(lián)，此時功率最小為
由R2消耗的最大功率和最小功率之比為9：1，則
可得，此時R2兩端的電壓為
根據(jù)串聯(lián)分壓規(guī)律
可得，此時R1兩端的電壓為
小燈泡兩端的電壓為
R2的阻值為
則R2消耗的最大功率為。
答：（1）燈泡L的電阻10Ω；（2）電源電壓6V；（3）R2消耗的最大功率4.8W。
4.如圖甲所示，電源電壓恒定不變，燈泡L的額定電壓為6V，滑動變阻器R2的規(guī)格為“100Ω 1A”，電壓表的量程為0~15V，電流表的量程為0~0.6A．當(dāng)斷開開關(guān)S1、S3，閉合S2，移動滑片，電壓表示數(shù)為3V時燈泡正常發(fā)光。圖乙是燈泡L、電阻R1的I-U圖像。求：
（1）燈泡正常發(fā)光時的電阻。
（2）閉合S1、S2、S3時，允許通過滑動變阻器的最大電流。
（3）斷開S2、S3，閉合S1時，電路的總功率。
【答案】（1）12Ω；（2）0.15A；（3）2.7W。
【解析】（1）燈泡L的額定電壓為6V，由圖乙可知，燈泡L的額定電流為0.5A，燈泡正常發(fā)光時的電阻
（2）如圖乙，當(dāng)電阻R1電壓為6V時，電流為0.3A，R1阻值為
當(dāng)斷開開關(guān)S1、S3，閉合S2，燈泡L和滑動變阻器R2串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器兩端電壓，移動滑片，電壓表示數(shù)為3V時燈泡正常發(fā)光，則電源電壓為
閉合S1、S2、S3時，燈泡L被短路，電阻R1和滑動變阻器R2并聯(lián)，電流表測干路電流，R1和R2兩端電壓都等于電源電壓，通過電阻R1的電流為
電流表量程為0~0.6A，允許通過滑動變阻器的最大電流
（3）斷開S2、S3，閉合S1時，燈泡L和電阻R1串聯(lián)，燈泡L和電阻R1電流相等，且它們兩端電壓之和為電源電壓，即9V，由圖乙可得，當(dāng)電流為0.3A時，燈泡L兩端電壓為3V，電阻R1兩端電壓為6V，符合題意，電路的總功率。
答：（1）燈泡正常發(fā)光時的電阻為12Ω；（2）閉合S1、S2、S3時，允許通過滑動變阻器的最大電流為0.15A；（3）斷開S2、S3，閉合S1時，電路的總功率為2.7W。
5.標(biāo)有“6V 3.6W”字樣的小燈泡和其它的電學(xué)元件連成電路，如圖1，當(dāng)只閉合開關(guān)S1時，滑動變阻器滑片P從右向左滑動的過程中記錄下電壓表示數(shù)U1和電流表示數(shù)I，并繪制出對應(yīng)的U1一I圖像（如圖2），且當(dāng)滑片滑至最左端時小燈泡正常發(fā)光。已知定值電阻R0=12Ω，求
（1）電源電壓U；
（2）小燈泡正常發(fā)光時的電阻RL；
（3）當(dāng)S1、S2、S3均閉合，且滑動變阻器滑片處于中點位置時，整個電路消耗的電功率P。
【答案】（1）6V；（2）10Ω；（3）6.6W。
【解析】（1）當(dāng)只閉合開關(guān)S1時，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，當(dāng)滑片滑至最左端時，此時滑動變阻器接入的阻值為零，只有小燈泡接入，此時小燈泡正常發(fā)光，而小燈泡的規(guī)格是“6V 3.6W”，故小燈泡兩端的電壓為6V，電源電壓為6V；
（2）小燈泡正常發(fā)光時的電阻
（3）當(dāng)滑片滑至最左端時小燈泡正常發(fā)光，電路中的總電阻最小，電流最大，最大的電流為0.6A，故根據(jù)圖2可知，當(dāng)滑片位于最右端時，滑動變阻器兩端的電壓為4V，通過滑動變阻器的電流為0.2A，故滑動變阻器的最大值為
當(dāng)S1、S2、S3均閉合，燈泡被短路，滑動變阻器與定值電阻R0并聯(lián)，且滑動變阻器滑片處于中點位置時，此時滑動變阻器接入的電阻為
滑動變阻器的電功率為
定值電阻的電功率為
整個電路消耗的電功率。
答：（1）電源電壓為6V；（2）小燈泡正常發(fā)光時的電阻為10Ω；（3）整個電路消耗的電功率為6.6W。
6.如圖所示，電源電壓為18V，R0為定值電阻，R為滑動變阻器，電流表量程為“0~0.6A”，電壓表量程為“0~15V”。閉合開關(guān)S，移動滑片，當(dāng)滑片移至滑動變阻器中點時，電流表的示數(shù)為0.36A，電壓表的示數(shù)為3.6V。
（1）求R0的阻值；
（2）求滑動變阻器的最大阻值；
（3）在保證電路安全的情況下，電路消耗的最大功率為P1；將電壓表改接在R兩端，電路消耗的最小功率為P2。求P1∶P2。
【答案】（1）10Ω；（2）80Ω；（3）2∶1。
【解析】由電路圖可知，R0與R串聯(lián)，電壓表測R0兩端的電壓，電流表測電路中的電流。
（1）閉合開關(guān)S，移動滑片至中點時，電流表的示數(shù)為0.36A，電壓表的示數(shù)為3.6V，所以R0的阻值為
（2）當(dāng)電壓表示數(shù)為3.6V時，滑動變阻器R兩端的電壓為UR=U-U0=18V-3.6V=14.4V
此時滑動變阻器接入電路的阻值為
由于電壓表示數(shù)為3.6V時，滑片移至滑動變阻器中點，接入電阻為總電阻的一半，所以滑動變阻器的最大阻值為R總=2R=2×40Ω=80Ω
（3）由于電流表量程為“0~0.6A”，所以電路中的最大電流為0.6A，此時R0兩端的電壓
U0大=I大R0=0.6A×10Ω=6V