题目

如图所示电路中，电源两端的电压和灯丝的电阻均保持不变，定值电阻R1=25Ω．只闭合开关S1时，灯L正常发光；只闭合开关S3时，灯L的实际功率为其额定功率的，R2消耗的功率为0.5W；改变三个开关的状态，在保证R1工作的条件下，若R1消耗的最大功率和最小功率之比为4：1．求： （1）灯丝的电阻R灯； （2）电源两端的电压U；（请画出相关的等效电路图）

题型：计算题难度：中档来源：专项题

所属题型：计算题 试题难度系数：中档

答案

解：（1）只闭合开关S1时，电路结构如图1（1）所示．

只闭合开关S3时，电路结构如图1（2）所示．

由题意可知 P实/P额==， 所以I额=4I ①同时因电源电压不变，则对于图1（1）、（2）所示的两电路状态有 I额R灯=I（R1+R2+R灯） ②保证R1处于工作状态，有如下三种电路情况：第一，开关S3闭合，如图1（2）所示；第二，开关S2、S3闭合，如图2所示；

第三，开关S1、S2、S3均闭合，如图3所示．

对图1（2）和图2、（3分）析可知，处于图1（2）所示的状态时R1消耗的功率最小，记为P1小；处于图2、3所示的状态时，R1消耗的功率等大，均为最大功率，记为P1大．所以依题意有 ==，解得 R2+R灯=20Ω ③联立上述三式，可解得：R灯=10Ω，R2=10Ω． （2）对图1（2）所示电路状态有 P2=I2R2=0.9W， 解得I=0.3A．对此电路状态根据欧姆定律有 U=I（R1+R2+R灯）=0.3A ×（20 Ω+10 Ω+10 Ω）=12V．

考点梳理

初中三年级物理试题“如图所示电路中，电源两端的电压和灯丝的电阻均保持不变，定值电”旨在考查同学们对 欧姆定律及其应用、 等效电路、 电功率的计算公式的变形、 ……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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• 欧姆定律及其应用
• 等效电路
• 电功率的计算公式的变形

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。