物理取值范围题.doc

在如图所示的电路中，电流表的量程为00.6A，电压表的量程为03V，。求（画出相应的等效电路图）：（1）只闭合开关时，电路消耗的功率为4W，则电源电压U=？（2）只闭合开关时，灯泡正常发光，消耗的功率为0.64W，则灯泡的电阻？（写出该小题的解题思路后再求解）（3）只闭合开时，在不损坏电流表、电压表和灯泡的情况下，则变阻器的取值范围是多少？解析【分析】（1）只闭合开关时，电路中只有电阻，根据电功率公式可求出电源电压。（2）只闭合开关时，电阻与灯泡串联。先由已知条件以及电功率公式求出电路中的电流和电阻上的电压，结合（1）中所得可求出灯泡上的电压，则灯泡的电阻可求。（3）只闭合开关时，滑动变阻器与灯泡串联，电压会测两端的电压。根据电流表的量程为00.6A，电压表的量程为03V，结合相关公式求出电表为极值情况下，变阻器的电阻，再综合讨论可求出变阻器的取值范围。【解答】（1）只闭合开关时，电路中只有电阻，等效电路如下图所示：根据电功率公式可得，则电源电源为：V（2）只闭合开关时，电阻与灯泡串联，等效电路如下图所示：此时流过灯泡、电阻的电流相等，即：A由公式得电阻两端的电压为：V根据串联电路电压的特性得灯泡上的电压为：V由欧姆定律可得灯泡的电阻为：（3）只闭合开关时，滑动变阻器与灯泡串联，电压测两端的电压，等效电路如下图：当滑片左移时，在不损坏电流表和电灯的情况下有：即I0.4A当滑片右移时，在不损坏电压表的情况下有：VV所以变阻器的阻值范围是418。【点评】本题的难点是第（3）问，应从题中所给的电表的量程范围结合相应的公式求出两电表分别取极值时，变阻器的阻值，由此可求出取值范围。如图所示，电源电压和小灯泡的阻值均保持不变。小灯泡标有“”字样，滑动变阻器允许通过的最大电流为，电流表的量程为，电压表的量程为。请画出每个小题的等效电路图。（1）只闭合开关时，电压表的示数为，则消耗的电功率是多少？（2）在不损坏各路元件的情况下，若闭合所有开关，滑动变阻器消耗的最大功率和最小功率之比为；若只闭合开关，小灯泡消耗的电功率变化范围是多少？答案（1）（2）视频讲解在如图所示的电路中,电源电压和小灯泡的阻值均保持不变,电源电压,小灯泡标有字样,电流表的量程为,电压表的量程为,滑动变阻器的最大阻值为,请画出该题的各个等效电路图.(1)只闭合开关和时,电路消耗的功率为6W,则闭合开关、和时,电路的总电阻(2)在不损坏各元件的情况下,只闭合开关时,消耗的最大功率为,只闭合开关时,消耗的最小功率为,则答案解:(1)只闭合开关和时,等效电路图如图所示:由可得,的电阻:,闭合开关、和时,等效电路图如图所示:灯泡的电阻:,因并联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的总电阻:;(2)只闭合开关时,等效电路图如图所示:电路中的电流为时,电压表的示数:,则电路中的电流最大为,此时消耗的电功率最大,;只闭合开关时,等效电路图如下图所示:当电压表的示数为3V时,电路中的电流最小,灯泡消耗的电功率最小,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,此时两端的电压:,消耗的最小功率为:,则.答:(1)闭合开关、和时,电路的总电阻为;(2).视频讲解3.1M15:37解析(1)只闭合开关和时,电路为的简单电路,根据求出的电阻;闭合开关、和时,电阻与灯泡并联,根据求出灯泡的电阻,根据电阻的并联求出电路中的总电阻;(2)只闭合开关时,与串联,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流,根据串联电路的电压特点和欧姆定律求出电路中的电流为时电压表的示数,然后与电压表的量程相比较确定电路中的电流,根据求出的最大功率;只闭合开关时,灯泡与串联,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流,当电压表的示数为3V时,电路中的电流最小,灯泡消耗的电功率最小,根据串联电路的电压特点求出两端的电压,根据求出最小功率,进一步得出答案.2.9M14:10解析分析：本题考查电路动态分析和电功率的计算。解答：（1）只闭合开关时，电阻和灯泡串联在电路中，电压表测量灯泡两端电压，等效电路如图甲。根据公式，可得小灯泡的电阻为，所以电路电流为，电阻消耗的功率为。（2）闭合所有开关时，电阻和滑动变阻器并联在电路中，电流表测量支路电流，等效电路如图乙。根据公式，可得，电流表量程为，则，所以，电流最小时，滑动变阻器接入电路电阻最大，则滑动变阻器的最大阻值为；只闭合开关时，小灯泡和滑动变阻器串联在电路中，电流表测电路中电流，电压表测量小灯泡两端电压，等效电路如图丙。电压表的量程为，则两端最大电压为，此时电流为，最大功率为；电路中最小电流为，的最小功率为；故小灯泡消耗的电功率变化范围为。题目来源：2015年山东省青岛市初中学业水平考试：物理考点多档位问题，电学综合计算。如图所示的电路中，电源电压和各灯泡的阻值均保持不变。电流表的量程为0-3A，灯泡的电阻=10。请画出该题的各个等效电路图。（1）只闭合开关，时，电流表的示数为1A。当将滑动变阻器拨至中点时，再将闭合时，电流表的示数为1.5A，则在不损坏电流表的情况下，滑动变阻器可以消耗的最大功率与最小功率之比为多少？（2）只闭合时，电路消耗的最大功率为；只闭合，时，电路消耗的最小功率为；只闭合，时，电路消耗的最小功率为。已知，则，的阻值各为多少？答案（a） 见解析（b） 见解析解析【分析】（1）只闭合开关，时电路为灯泡的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电源的电压；当将滑动变阻器拨至中点时，再将闭合时，灯泡与滑动变阻器阻值的一半并联，电流表测干路电流，根据并联电路独立工作、互不影响可知通过的电流不变，利用并联电路的电流特点求出通过滑动变阻器的电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻，进一步求出滑动变阻器的最大阻值；当滑片位于最右端时，滑动变阻器消耗的电功率最小，根据求出其最小值；当电流表的示数为3A时，滑动变阻器消耗的电功率最大，根据并联电路的电流特点求出通过滑动变阻器的最大电流，利用P=UI求出滑动变阻器可以消耗的最大功率，然后求出滑动变阻 器可以消耗的最大功率与最小功率之比。（2）只闭合时，两灯泡与滑动变阻器串联，当滑动变阻器接入电路中的电阻最小为0时，电路消耗的总功率最大；只闭合，时，灯泡与滑动变阻器串联，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路消耗的电功率最小；当只闭合，时，灯泡与滑动变阻器串联，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路消耗的电功率最小；根据电阻的串联和表示出、，进一步结合功率关系求出，的阻值。【解答】（1）只闭合开关，时，等效电路图如图甲所示：根据欧姆定律可得，电源的电压：当将滑动变阻器拨至中点时，再将闭合时，等效电路图如图乙所示：并联电路中各支路独立工作、互不影响，此时通过灯泡的电流不变，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，通过的电流：并联电路中各支路两端的电压相等，由此可得：滑动变阻器的最大阻值：当滑片位于最右端时，滑动变阻器消耗的电功率最小，即为：当电流表的示数为3A时，滑动变阻器消耗的电功率最大，此时通过滑动变阻器的电流为：滑动变阻器消耗的最大电功率为：滑动变阻器可以消耗的最大功率与最小功率之比为：（2）只闭合且电路消耗的功率最大时，等效电路图如图丙所示：串联电路中总电阻等于各分电阻之和，电路消耗的最大功率：只闭合，且电路消耗的功率最小时，等效电路图如图丁所示：电路消耗的最小功率：只闭合，且电路消耗的功率最小时，等效电路图如图戊所示：电路消耗的最小功率：而，则，即，即由两式可得：，。答：（1）在不损坏电流表的情况下，滑动变阻器可以消耗的最大功率与最小功率之比为8:1；（2）和的阻值分别为20、30。【点评】本题考查了串联电路的特点和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是开关闭合、断开时电路连接方式的判断，对学生分析问题解决问题的能力要求较高。如图所示的电路中,电源电压恒定不变,灯泡L标有“6V3W”,定值电阻的阻值为,滑动变阻器R的最大阻值为,电压表的量程为.当电压表的示数为8V时,灯泡恰好正常发光,忽略温度变化对灯泡电阻的影响.求:(1)电源电压U(2)滑动变阻器连入电路的电阻值为时,灯泡消耗的实际功率(3)在不超过灯泡额定电压和电压表量程的情况下,滑动变阻器接入电路的电阻值的变化范围.答案解:(1)由得:,上的电压为,总电压;(2)由得:,由得:灯泡的实际功率为:;(3)当灯泡正常发光时,滑动变阻器连入电路的阻值:;当电压表达最大量程时,灯泡和两端的电压为电路中电流为:此时滑阻接入电路的阻值:所以,在不超过灯泡额定电压和电压表量程的情况下,滑阻的阻值变化范围为:.答:(1)电源电压为;(2)灯泡实际消耗的功率为;(3)滑动变阻器接入电路的电阻值的变化范围为.在如图所示的电路中,电源电压恒为,小灯泡L标有“”的字样,滑动变阻器的最大阻值为,电流表的量程为.电压表的量程为,假如灯泡的电阻不随温度的变化而变化,画出相应的等效电路图,回答问题.(1)闭合开关,求此时电流表A的示数(写出解题思路并解出)(2)只闭合开关时,为保证各电路元件安全使用,求此时滑动变阻器的可调范围和灯泡L的电功率的变化范围.答案解:(1)闭合开关,短路,此时为和L的并联电路,如图所示:由“小灯泡L标有“”的字样”可得小灯泡电阻,则此时电流表A的示数,(2)只闭合开关时,此时为L和的串联电路,如图所示:为保证各电路元件安全使用,此时此时最大电流为灯泡的额定电流,则,则变阻器接入电路的最小阻值,因为变阻器的阻值可以调到最大阻值20欧,灯泡与变阻器串联,它们的最大总电阻为,则电流为,则变阻器两端最大,则灯泡两端电压为,灯泡的电阻不变,根据可得,则滑动变阻器的可调范围为,灯泡L的电功率的变化范围为.答:(1)闭合开关,此时电流表A的示数为;(2)此时滑动变阻器的可调范围为,灯泡L的电功率的变化范围为.11:50解析(1)闭合开关,短路,此时为和L的并联电路,据此可画图;根据欧姆定律分别求得支路上的电流,然后可以知道此时电流表A的示数;(2)只闭合开关时,此时为L和的串联电路,据此可画图;为保证各电路元件安全使用,根据小灯泡L标有“”的字样,可求得此时最大电流,根据这点可以算出变阻器接入电路的最小阻值;下载安装如图所示的电路中,电源电压为8V,滑动变阻器的最大阻值为,电流表的量程为,电压表的量程为.求:(1)只闭合开关时,电流表示数为.则为多少?(2)只闭合开关时,电压表示数为4V,此时小灯泡L正常发光.则小灯泡L的额定功率为多少?(3)开关、都闭合时,为保证各电路元件安全使用,则滑动变阻器的可调范围是多少?解:(1)只闭合开关时,电路为的简单电路,电流表测电路中的电流,由可得,的阻值:;(2)只闭合开关时,与灯泡L串联,电流表测电路中的电流,电压表测灯泡两端的电压,因串联电路中总电压等于各分电阻之和,所以,两端的电压:,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电路:,因灯泡正常发光时的功率和额定功率相等,所以,小灯泡的额定功率:;(3)开关、都闭合时,与并联,灯泡L和电压表被短路,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,通过的电流:,当电流表的示数为时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过的电流:,则滑动变阻器接入电路中的最小阻值:,所以,变阻器的可调范围为.答:(1)的阻值为;(2)小灯泡L的额定功率为;(3)开关、都闭合时,为保证各电路元件安全使用,则滑动变阻器的可调范围是.解析(1)只闭合开关时,电路为的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出的阻值;(2)只闭合开关时,与灯泡L串联,电流表测电路中的电流,电压表测灯泡两端的电压,根据串联电路的电压特点求出两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电路,利用求出小灯泡的额定功率;(3)开关、都闭合时,与并联,灯泡L和电压表被短路,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过的电流,当电流表的示数为时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,根据并联电路的电流特点求出通过的电流,根据欧姆定律求出最小阻值,进一步求出变阻器的可调范围.如图所示电路，电源电压为12V且保持不变，R136，小灯泡L标有“6V 3W”（电阻不变），滑动变阻器的最大阻值为100，请画出等效电路图.（1）当开关S1、S2、S3都闭合时，滑动变阻器的滑片移到至某一位置时，电路的总功率为13.5W，求滑动变阻器此时的电阻值（请写出解题思路）答案【解析】当开关S1、S2、S3都闭合时，滑动变阻器的滑片移到至某一位置时，灯泡被短路，滑动变阻器与电阻并联，等效电路图如图所示：，电路的总功率已知，利用P=UI可求出电路中的总电流；再利用公式I=UR求出R1中的电流，两次电流之差即为滑动变阻器中的电流，再利用R=UI即可求出滑动变阻器接入电路的电阻值.【答案】解：当开关S1、S2、S3都闭合时，滑动变阻器的滑片移到至某一位置时，灯泡被短路，滑动变阻器与电阻并联，等效电路图如图所示：由公式P=UI可知，电路中的总电流为：I总P总U13.5W12V1.125A；R1中的电流为：I1UR112V3613A；R2中的电流为：I2I总I11.125A13A0.792A；因此滑动变阻器接入电路的电阻值为：R2UI212V0.792A15.15故答案为：；15.15【点评】本题考查了以下知识：根据开关的闭合和断开情况对电路进行简化，画成等效电路图的能力；(2)并联电路中电流和电压的规律；(3)欧姆定律公式应用；(4)电功率公式的应用.