题目
如图所示,电源电压恒定不变,小灯泡L上标有“6V 3W”字样,已知R1=12Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,电流表量程为0-0.6A,电压表量程为0-3V,灯泡电阻不随温度变化,求: (1)闭合S1、S2,断开S3,滑动变阻器滑片在最右端时,电路的总电阻是多少? (2)保持滑片P不动,断开S1、S2、S3,此时灯泡的实际功率为0.75W,求电源电压是多大? (3)只闭合S3,要保证电路中各元件安全,求滑动变阻器R2的取值范围. |
所属题型:问答题
试题难度系数:中档
答案
(1)闭合S1、S2,断开S3,滑动变阻器滑片在最右断时时,电阻R1与滑动变阻器R2的全部阻值并联, ∵=+,∴并联电阻R并===7.5Ω; (2)∵P=,∴灯泡电阻RL===12Ω, 断开S1、S2、S3时,灯泡与滑动变阻器串联, ∵P=I2R,∴此时电路电流I===0.25A, 电源电压U=I(R2+RL)=0.25A×(20Ω+12Ω)=8V; (3)只闭合S3时,灯泡与滑动变阻器串联, ∵P=UI,∴灯泡额定电流I===0.5A, 电流表量程是0~0.6A,则电路最大电流I最大=0.5A, ∵I=, ∴灯泡两端电压UL=I最大RL=0.5A×12Ω=6V, 此时滑动变阻器电压最小,U滑最小=U-UL=8V-6V=2V, 滑动变阻器接入电路的最小值R滑最小===4Ω, 当电压表示数是3V时,滑动变阻器接入电路的阻值最大, 此时灯泡两端的电压UL′=U-U滑最大=8V-3V=5V, 此时电路电流I′===A, 此时滑动变阻器接入电路的阻值R滑最大===7.2Ω, 则滑动变阻器接入电路的阻值范围是4Ω≤R滑≤7.2Ω. 答:(1)电路的总电阻是7.5Ω. (2)电源电压是8V. (3)滑动变阻器R2的取值范围是4Ω≤R滑≤7.2Ω. |
考点梳理
初中三年级物理试题“如图所示,电源电压恒定不变,小灯泡L上标有“6V3W”字样,已知R1=”旨在考查同学们对
电阻的并联、
欧姆定律及其应用、
电功率与电压、电流的关系、
……等知识点的掌握情况,关于物理的核心考点解析如下:
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- 电阻的并联
- 欧姆定律及其应用
- 电功率与电压、电流的关系
考点名称:电阻的并联
电阻的并联:
并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。表达式:电阻R1R2R3……Rn并联,电压U1=U2=……=Un干路电流:In=I1+I2+……+In由于P=UI,I=U/R,代入,并联电阻的功率比P1:P2:P3……:Pn=U1^2/R1:U2^2/R2……Un^2/Rn=1/R1:R2……1/Rn由于是纯电阻,发热比Q1:Q2……:Qn=Pn比=1/R1:R2……1/Rn。
(1)把n个导体并联起来,相当于增加了导体的横截面积,其总电阻比每一个导体的电阻都要小。
串、并联电路中电流、电压、电阻的规律:
考点名称:欧姆定律及其应用
欧姆定律
欧姆定律是电学中的基本定律和核心内容,是贯穿整个电学的主线。在同一电路中,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻阻值成反比,这就是欧姆定律,基本公式是I=U/R,U表示导体两端的电压,单位是V;R表示导体的电阻,单位是Ω;I表示通过导体的电流,单位是A。
欧姆定律学习的重难点
1、要理解欧姆定律的内容
(1)欧姆定律中的关于成正比、成反比的结论是有条件的。如果说导体中的电流与导体两端的电压成正比,条件就是对于同一个电阻,也就是说在电阻不变的情况下;如果说导体中的电流与导体的电阻成反比,条件就是导体两端的电压不变。
(2)注意顺序,不能反过来说,电阻一定时,电压跟电流成正比。这里存在一个逻辑关系,电压是原因,电流是结果。是因为导体两端加了电压,导体中才有电流,不是因为导体中通了电流才有了电压,因果关系不能颠倒。同样也不能说导体的电阻与通过它的电流成反比。我们知道,电阻是导体本身的一种性质,即使导体中不通电流,它的电阻也不会改变,更不会因为导体中电流的增大或减小而使它的电阻发生改变。
2、要知道欧姆定律的公式和单位 欧姆定律的表达式I=U/R,可变形为U=IR和R=U/I,但这三个式子是有区别的。
(1)I=U/R,是欧姆定律的表达式,它反映了通过导体的电流的大小跟导体两端所加的电压这个外部原因和导体本身的电阻这个内部原因之间的因果关系。
(2)U=IR,当电流一定时,导体两端的电压跟它的电阻成正比。不能说成导体的电阻一定时导体两端的电压与通过的电流成正比,因为电压是形成电流的原因。电压的大小由电源决定,跟I、R无关,此式在计算比值时成立,不存在任何物理意义。
(3)R=U/I,此公式也是一个量变式,不存在任何物理意义。不能误认为导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比。公式中的I、U、R都要用国际单位,即电流的单位为安培,符号A;电压的单位为伏特,符号V;电阻的单位为欧姆,符号Ω。
3.要明白定律的适用范围
(1)定律只适用于金属导电和液体导电,对于气体、半导体导电一般不适用。
(2)定律只适用于纯电阻电路。如:电路中只接有电阻器、电热器、白炽灯等用电器的电路。对于非纯电阻电路,如:电动机电路、日光灯电路等,则不能直接应用。
4.要理解欧姆定律的注意事项
(1)物理量的同一性。叙述欧姆定律时,在两个 “跟”字后面都强调了“这段导体”四个字,它是指对电路中同一导体或同一电路而言。所以在运用欧姆定律I=U/R等进行计算时,必须注意同一性,即I、R、U必须是 同一导体或同一段电路中的物理量。在表示I、U、R 时,注意脚标的一一对应。
(2)物理量的同时性。由于电路的连接方式发生改变,开关的断开或闭合,或滑动变阻器滑片的左右移动都可能使电路中总电阻发生变化,从而可能引起电路中电流和各部分电阻两端的电压发生变化。因此,必须注意在同一时刻、同一过程中的电压、电阻与电流的相互对应,不可将前后过程的I、R、U随意混用。
欧姆定律知识框架:
欧姆定律解题技巧
根据串、并联电路的特点和欧姆定律的公式可进行有关计算。
解题的方法是:
(1)根据题意画出电路图,看清电路的组成(串联还是并联);
(2)明确题目给出的已知条件与未知条件,并在电路图上标明;
(3)针对电路特点依据欧姆定律进行分析;
(4)列式解答。
考点名称:电功率与电压、电流的关系
电功率与电压、电流的关系:
在物理学中,用电功率表示消耗电能的快慢.电功率用P表示,它的单位是瓦特,简称瓦,符号是W.电流在单位时间内做的功叫做电功率 。1KW=1000W
作为表示消耗能量快慢的物理量,一个用电器功率的大小等于它在1秒(1S)内所消耗的电能.如果在”t”这么长的时间内消耗的电能”W”,那么这个用电器的电功率”P”就是P=W/t 电功率等于电压与电流的乘积
有关电功率的公式信息:
⑴串联电路 P(电功率)U(电压)I(电流)W(电功)R(电阻)T(时间)
电流处处相等 I1=I2=I
总电压等于各用电器两端电压之和 U=U1+U2
总电阻等于各电阻之和 R=R1+R2
U1:U2=R1:R2
总电功等于各电功之和 W=W1+W2
W1:W2=R1:R2=U1:U2
P1:P2=R1:R2=U1:U2
总功率等于各功率之和 P=P1+P2
⑵并联电路
总电流等于各处电流之和 I=I1+I2
各处电压相等 U1=U2=U
总电阻等于各电阻之积除以各电阻之和 R=(R1R2)/(R1+R2)
总电功等于各电功之和 W=W1+W2
I1:I2=R2:R1
W1:W2=I1:I2=R2:R1
P1:P2=R2:R1=I1:I2
总功率等于各功率之和 P=P1+P2
⑶同一用电器的电功率
①额定功率比实际功率等于额定电压比实际电压的平方 Pe/Ps=(Ue/Us)的平方
2.有关电路的公式
⑴电阻 R
①电阻等于材料密度乘以(长度除以横截面积) R=ρ×(L/S)
②电阻等于电压除以电流 R=U/I
③电阻等于电压平方除以电功率 R=U²/P
⑵电功 W
电功等于电流乘电压乘时间 W=UIT(普式公式)
电功等于电功率乘以时间 W=PT
电功等于电荷乘电压 W=QU
电功等于电流平方乘电阻乘时间 W=I²RT(纯电阻电路)
电功等于电压平方除以电阻再乘以时间 W=U²T/R(同上)
⑶电功率 P
①电功率等于电压乘以电流 P=UI
②电功率等于电流平方乘以电阻 P=I²R(纯电阻电路)
③电功率等于电压平方除以电阻 P=U²/R(同上)
④电功率等于电功除以时间 P=W:T
⑷电热 Q
电热等于电流平方成电阻乘时间 Q=I²Rt(普式公式)
电热等于电流乘以电压乘时间 Q=UIT=W(纯电阻电路)