1、北京中考物理練習(xí)-電學(xué)壓軸題-配詳細(xì)答案1.如圖23所示電路，電源兩端電壓為12V且保持不變，燈絲電阻也不變。燈 Li與次T L2電阻 之比Ri : R2 =1： 3，將開關(guān)S、Si閉合時(shí)，R3消耗的功率為1W,電壓表的示數(shù)為Ui ,電路消耗的總功率為P總;將開關(guān)S、S2閉合時(shí)，R4消耗的功率為4W,電壓表的示數(shù)為 U1,電路消耗的總功率為Pg。u/ =2U1 °請(qǐng)你解決下面問題(1)畫出圖23的等效電路圖；(2)求燈L1的電阻值；(3)求P總與P：之比。解：(1)等效電路圖如圖所示2分5(2)當(dāng)開關(guān)S、&閉合時(shí)，如圖所示三用電器串聯(lián)、2 .)R3 = 1WU1R1R2R3R

2、1當(dāng)開關(guān)S、S2閉合時(shí)，如圖所示兩用電器串聯(lián)U 2P4 =() R4= 4WRi R4UUi RiR4 RiUi =2Ui2分將數(shù)值帶入以上公式，可解得Ri=8 Q,1分R2=24 Q , R3=i6 Q , R4=i6Q（兩式i分，兩式i分，算出電阻Ri的值i分（3）當(dāng)開關(guān)S、G閉合時(shí)，電路消耗的總功率與開關(guān)S、S2閉合時(shí)電路消耗的總功率之比:P總 24c - - 一 2 一P總U2 48' 1'%2.小陽(yáng)同學(xué)在科技月制作了一個(gè)多檔位電熱器模型。為了分析接入電路的電阻對(duì)電熱器的電功率的影響，他將電表接入電路中，其電路如圖23所示，電源兩端電壓不變，Ri=30Qo當(dāng)開關(guān)S閉合，

3、Si、S2斷開時(shí)，電壓表示數(shù)為 Ui,當(dāng)S、Si、S2都閉合時(shí)，電壓表示數(shù)為U2,已知Ui : 3=3 : 8;兩種狀態(tài)時(shí)， 以消耗的功率最大值 P大和最小值P小之比為4： i; R3的最小功率為0.9W。請(qǐng)你幫小陽(yáng)完成下列問題。畫出上述兩個(gè)狀態(tài)的等效電路圖；I1S2 0-計(jì)算電阻R2的阻值；計(jì)算電源兩端的電壓；r三3L=iJ-R2R3計(jì)算這個(gè)電熱器模型中間兩個(gè)擋位的功率分別（V） I Ris、 一1是多少；,T計(jì)算電流表的最大示數(shù)是多少。（7分）嗯11圖23解：兩個(gè)狀態(tài)的等效電路圖:當(dāng)開關(guān)S閉合，Si、S2斷開時(shí)， 三個(gè)開關(guān)都閉合時(shí)，三電阻并聯(lián),三電阻串聯(lián)，各電阻消耗功率最小, 各電阻消耗功

4、率最大，U2 = UI U3R1/E,=1I1U82IP、1I 1R2-TE,一=, =Pt4I222.J8I并聯(lián)時(shí)，11R211 = 3_R242R1I2 2IR13串聯(lián)時(shí)，UW +R2+R38=一U1R1344R2= -Ri=- X30Q=40Q33_ 5 30',1 - 3 40 c 3=0.3A二1011U = I (Ri+ R2+ R3)=0.3AX (30Q+40Q+10Q) =24V這個(gè)電熱器模型中間兩個(gè)擋位的功率U2P3 =U2R324V 2101.1= 57.6W Ii= 8I = 8 >O.3A=0.8A ; I2=2I =2)0.3A=0.6A33電流表最大

5、示數(shù)為Ii+l2=0.8A+0.6A=1.4A注：其他解法正確，可相應(yīng)給分3.如圖25所示電路，電源兩端電壓保持不變。當(dāng)開關(guān) S閉合、&斷開，滑動(dòng)變阻器的滑片P移到A端時(shí)，R的電功率為P3,電流表的示數(shù)為Ii；當(dāng)開關(guān)S斷開、S閉合時(shí)，R的電功率為B',電流表的示數(shù)為12。已知 (1)求電流表的示數(shù)Ii與12的比值。 (2)當(dāng)開關(guān)S、S2都斷開，滑動(dòng)變阻器的滑片P在中間某位置 C時(shí)， 變阻器接入電路的電阻為R,電壓表V的示數(shù)為U,電壓表V2的示數(shù) 為U2,已知Ui: U2=3: 2, R的電功率 為10W,這時(shí)R的電功率為P。通 過(guò)閉合或斷開開關(guān)及移動(dòng)滑動(dòng)變阻 器的滑片，會(huì)形成不

6、同的電路，電 路消耗的最大功率與電路消耗的最 小功率之比為3: 1。求R的電功率P。P3：P3'= 9:25,解:(1)當(dāng)開關(guān)S閉合、S斷開，變阻器的滑片移到B端時(shí)，等效電路如圖甲所示；當(dāng)開關(guān)S斷開、S2閉合時(shí)，等效電路如圖乙所示。甲乙2 . 一一一P3 _ I1 R3 _ 91 1 3P3 - I22R3 25I2 - 5(2)當(dāng)開關(guān)S、S2都斷開，變阻器的滑片在C點(diǎn)時(shí)，等效電路如圖丙所示。U13U22,R3R1 =3RRc 一 2U=IR只有 R接入。消耗功率最小應(yīng)為 R、R、滑.3R+3 Rc = 2 R +2R 2R3 = R1+3 Rc電源兩端電壓一定，在甲、乙電路中，根據(jù)I

7、1 (R3+FB) = I 2 (Fb+R)3B= 2 R +5R電路消耗功率最大應(yīng)為開關(guān)S、S都閉合,動(dòng)變阻器 R全部串聯(lián)接入電路。. ,電路總電壓 U一定. P最大R3_ R3 R Rb 3Pt 小U2R3- 1R R Rb2R = R+R 根據(jù)式，可得： R=2FC在丙電路中，電流一定，=-R3 =-Pc Rc 1P= 2 PC = 2 X 10W = 20 W4.如圖24所示，電源兩端的電壓保持不變，滑動(dòng)變阻器的最大電阻Rab=12Q,當(dāng)開關(guān)Si閉合，&斷開，滑片P滑到b端時(shí)，電壓表的示數(shù)為 U1,燈L消耗的功率是其額定功率的1一，、 “ 一 ， ，一 一.1;當(dāng)開關(guān)&

8、、S2同時(shí)閉合，滑片 P滑到a端時(shí)，電流表的本數(shù)為 2A,此時(shí)電阻Ro的電9功率為12W,電壓表的示數(shù)為 心，且上：5=2 ： 1,求：(1)當(dāng)開關(guān)S1、S2同時(shí)閉合，滑片 P滑到a端時(shí)，電壓表的示數(shù);(2)燈L的額定功率。圖24等效電路如圖甲所示,當(dāng)開關(guān)SP S2Rab(1)當(dāng)開關(guān)6閉合，S2斷開，滑片P滑到b端時(shí), 時(shí)閉合，滑片P滑到a端時(shí)，等效電路如圖乙所示，Rab1U U1'UU2U_RbRl2U1 _U7 _Rab_ 1Ul =UiRl =Rb =12。1 分U Xi1 分Rab UU 12W CA=2A12UU =12V1 分Ul m=6VPL -U：2(6V)2 a.二

9、<W12c1分11PLe =9PL =27W二, , 一一 一U 1 ,、解法二：根據(jù)題意，由圖甲可得，U =U1（Rab + Rl）Rab由圖乙可得，Pr2 =U2（I U殳）2Rab將聯(lián)立，且將 “：U1=2 ： 1, Rab=12Q, I=2A, Pr2=12W 代入，解得 U= U2=12V Rl=12 Q（2）當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2斷開，滑片P滑到b端時(shí)，燈L消耗的功率PL/=- Pl,則I=1IL, 93Il=3 IL/=3XU=1.5A , Pl=I2 Rl=27W Rab Rl5.如圖19所示電路電源兩端電壓恒定，定值電阻R= 15C,忽略燈絲電阻值 R隨溫度的變化。只斷開

10、開關(guān) S3時(shí)，電流表的示數(shù)為I ;只閉合開關(guān)S2時(shí)，電壓表示數(shù)為 U,電流表的 示數(shù)為I1=0.4A;只斷開開關(guān) S,并把電阻箱 R接入電路的電阻值調(diào)整為原來(lái)的一半時(shí)， 電壓表的示數(shù)為 U,電流表的示數(shù)為I 2。若U ： U=7 ： 10, I ： I 2=2 ： 1。求：（1）燈泡L的電阻；（2）在上面的三個(gè)電路狀態(tài)中，電路消耗的最大電功率。解：只斷開關(guān)S3,電流表的示數(shù)為I,等效電路如圖7甲所示；只閉合開關(guān)S2,電流表的示數(shù)為Il,等效電路如圖7乙所示；只斷開開關(guān)Si,電阻箱接入電路的電阻為原來(lái)的一半，等效電路如圖 7丙所示1小甲U乙10U1 _ 7U -10Ul 3?U 10R_2 =

11、7.aRl 3-I 2又 =一I211R1-R22Rl口則二得:則 15,一 ” =7；15'.1 - R262R2=6 Q將R2=6 Q代入式得：Rl=9 Q由圖乙：U = I ( Ri+ R2 + Rl)=0.4A X (15Q+6Q+9Q)= 12VU 2 一，.一一(2)根據(jù)P= 電路中總電壓不變，所以當(dāng)電路中電阻最小時(shí)，電功率最大R由甲、乙、兩三圖分析，圖甲電功率最大p=u2=(12V)2R 9=16WU2=2: 3,電阻R3消耗6.在如圖23所示的電路中，電源兩端的電壓保持不變。當(dāng)只閉合開關(guān)S和S1時(shí)，燈L1正常發(fā)光，電壓表 V1的示數(shù) 5與電壓表 V2的示數(shù)U2之比 5：

12、 的電功率P3=2W;當(dāng)只閉合開關(guān)S和S2時(shí)，電壓表V1的示數(shù)為 5' 且 5： U/ =2: 1,電阻 R消耗的電功率 P4=2.5Wo不計(jì)燈絲電阻 隨溫度的變化，求：(1)在上述變化中，電流表前、后兩次示數(shù)之比；(2)燈L1的額定電功率；(3)當(dāng)所有開關(guān)全部閉合時(shí)，電路消耗的總功率。解：(1)設(shè)電源兩端的電壓為 U,燈L1和L2的電阻分別為 R1 和R2。當(dāng)只閉合開關(guān)S、S時(shí)，電路如圖1所示，此時(shí)電路中的 電流為I"當(dāng)只閉合開關(guān) S、&時(shí)，電路如圖2所示，此時(shí)電路 中的電流為12。LiP3=2WI1 .i:U2U圖1I2L2P4=2.5W_U圖2L1比較圖1和圖2

13、,因U 1=11 R2, U1= 12R2,R2的電阻不變，根據(jù)歐姆定律有I所以電流表前、后兩次示數(shù)之比U1U1(2)依題意，對(duì)于圖1所示的電路,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓一 U1關(guān)系則有U2 =2R1R1 +R23，斛信 R2 一因?yàn)?因此時(shí)燈Li正常發(fā)光，所以燈 Li的額定功率為2W。(3)當(dāng)所有開關(guān)全部閉合時(shí)，電路因?yàn)?P3=I12R3=2W；P4= I22R4=2.5W'21比較圖1和圖2,因電源兩端電壓不變，所以根據(jù)歐姆定律I1 _ R| R2 R4 _ 2有 12 W + R2 + R31，斛得 R3=R1 °R3=R1,所以在圖1所本的串聯(lián)電路中，P1=P3=2W,又3

14、所示。此時(shí)的總電阻R3R45R 總=一1=- R1。R3 R46由圖1可知，U216& =2W，U2解得=32W。R1所以此時(shí)電路消耗的總功率UPl = 9 Plo /25, Rl 一定 1' I2 / Ii= 3/5 , U/( R l + R 2) : U/ R l= 3 : 5 .R l=3R2/26 U2屋=反 飛 巨=38.4W。2說(shuō)明：其他解法正確的同樣得分。7.如圖22所示的電路實(shí)物連接示意圖中，電源兩端電壓不變，燈的電阻不變。滑動(dòng)變阻器 的最大阻值為R2。斷開Si、S2,變阻器的滑片P移至最右端時(shí)，燈L恰能正常發(fā)光，滑片P 移至最左端時(shí)，燈 L的電功率Pl是其額

15、定功率的9/25, R2消耗的電功率為 P?。當(dāng)閉合Si、 S2,變阻器滑片 P移至最左端時(shí)，電流表示數(shù)為1.5A, Ri消耗的電功率為 6W。此時(shí)電路總功率P總：P2=75 ： 4。( 7分)求：(1)燈L的電阻Rl與滑動(dòng)變阻器最大阻值 R2的比值；(2)閉合Si、S2,變阻器的滑片 P移至最左端時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率P'2(3)滑動(dòng)變阻器的最大阻值 R2 ；圖227. (1)當(dāng)Si、S2都斷開，滑片P在最右端時(shí)，電路如圖甲所示;當(dāng)Si、S2都斷開，滑片P在最左端時(shí)，電路如圖乙所示；當(dāng)Si、S2都閉合，滑片p在最左端時(shí)，電路如圖丙所示。 (三個(gè)等效電路圖都正確得i 分)(i分)(

16、2) P 2= U2R 2/( R l+R 2)2P總= 6W+U2/r2P 2 = 4 P 總 /75由式得： (1分)，U2R2/(Rl+R 2)2 = (6W+ U2/R2)M/75 把R L = 3R 2/2 代入式整理得：U2/R2=6/2 W= 3 W即：P '2=U2/r2=3 W ( 1 分)(3) P 總=P 1+ P '2P 總=6W+ 3W = 9 W又 .P總 = U I 3.1, U = P 總/I3=9W/1.5A =6V (1 分) R 2= U2/P 2= (6V) 2/3 w= 12 Q (1 分)(4) -R L =3R2/2= 3>1

17、2Q/2 = 18 QP lo=U2lo/R l= (6V) 2/18Q=2 W ( 1 分)8.如圖所示，電源電壓不變。當(dāng)開關(guān) S1閉合S2斷開時(shí)，電壓表示數(shù)為 4V,電流表示數(shù)為I1,電阻R2與R3的電功率之和為2.8W;當(dāng)開關(guān)S1、S2閉合時(shí)，電流表示數(shù)為 I1，電R1R2阻R2的電功率為3.6W。求：（1）電阻R1的阻值。（2）電源電壓。解:1 一分U =Ii(R R2 R3)U = L(Ri R2)Ii2R3 =R1 +R2 1 分2.8W = I12(R2R3)3.6W = I22R24R3 u3R23R1 =2R3Pi =I12R13.6W = I22R2R =0.8W22U1(

18、4V)2 什R12U.P10.8W4VR1UR1R2 R3U =18V 1 分9.某校的同學(xué)們?cè)谘芯侩娐废牡碾姽β逝c 電阻的關(guān)系時(shí)設(shè)計(jì)了如圖 19所示的電路，滑 動(dòng)變阻器的最大阻值為R3。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P置于最左端時(shí)，只閉合開關(guān)S1,滑動(dòng)變阻器的功率為 P3,電壓表的示數(shù)為 U1,電 路中的電流為I1；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片 P置于 最左端時(shí)，只閉合開關(guān) S2時(shí)，滑動(dòng)變阻器的功率為P3，電壓表的示數(shù)為 U2,電路中的電流為I2,此時(shí)電路的總電功率為 4 W。已知UL = 3, PL =9,電路中電源兩端電壓保持不變。（6分）U2 8Pl 4（1）求11與I2之比（2）請(qǐng)你計(jì)算出電阻 Ri與電

19、阻R2的比值。（3）請(qǐng)你回答：如何通過(guò)開關(guān)的斷開與閉合以及滑動(dòng)變阻器滑片位置的改變，使整個(gè)電路消耗的總電功率最大；并請(qǐng)你計(jì)算出這個(gè)總電功率。解:（1）滑動(dòng)變阻器的滑片 P置于最左端時(shí)，只閉合開關(guān)Si；等效電路如圖（甲）所示（2）滑動(dòng)變阻器的滑片（3）滑動(dòng)變阻器的滑片P置于最左端時(shí),P置于最右端時(shí),只閉合開關(guān) S2；等效電路如圖（乙）所示開關(guān)Si、S2都閉合；等效電路如圖（丙）所示,電路消耗的電功率達(dá)到最大值P。（甲）（乙）（丙）-（三個(gè)電路圖正確 1分）由圖甲、圖乙得：.P3I2R39百一72-7_ = 321UiU2IR13R11=-R24U 一定:I = 3 = R2 + R3I 2R1R

20、3R3=2 R23 R1圖25_ _ R2 R3 fP=P1 + P2= P總R1 R =5R1 1 分由圖（乙）（丙）U 一定：R2 R3 -9fPh、= 9 P總P總.二45WR2410.如圖25所示電路，設(shè)電源電壓不變，燈絲電阻不隨溫度變化。當(dāng)只閉合開關(guān)S時(shí)，電流表的示數(shù)是I1。當(dāng)只閉合開關(guān) 及時(shí)，電流表的示數(shù)是I2。當(dāng)斷開S、S2時(shí)，電流 表的示數(shù)是I3,電壓表V1、V2示數(shù)之比為2:1,此時(shí)Rl消耗的電功率為 0.24W;當(dāng)開關(guān)&、S2閉合時(shí)，燈L正常發(fā)光，電流表的示數(shù)為I4。已知I1： I2 =2: 1,求：（1）電阻R1與R2之比；（2）電流I3與I4之比；（3）燈L的額

21、定功率。解：Si閉合，電路如圖,j2S2閉合，電路如圖，I4Si、S2斷開，電路如圖,Si、S2閉合，電路如圖,Rid1'R213=（1）由圖、，有 fh. =RL =2 i2 r21< U1 _ RL +R1 + R22、u? "R 一彳.R1 .3 一 r21(2)由圖得:I3 _ 母 _ 6R2/11 _ 1I4 一%一 6R2- 11U l _RL_ 1U一 R串 一 3Pl = U 2L = 12p額U 9p額=9Pl -2.16W說(shuō)明：其它方法正確給分。在圖17所示的實(shí)物電路中，電源電壓保持不變，電阻R1的阻值為10Q ,當(dāng)開關(guān)S閉合,滑動(dòng)變阻器的滑片滑到

22、b點(diǎn)時(shí)，電壓表V1與V2的示數(shù)之比為5：7,電阻R2與R消耗的電功率之和是 R消耗電功率的4倍。求：(1)請(qǐng)按實(shí)物電路的要求，畫出當(dāng)開關(guān)S閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片滑到b點(diǎn)時(shí)的完整電路圖；(2)通過(guò)R和R2的電流之比；(3)滑動(dòng)變阻器的最大阻值 Rab; (4)滑動(dòng)變阻器滑片在a、b兩點(diǎn)時(shí)R消耗的功率之比。（6分）圖1711. (1)如圖示。( 1分)(2)當(dāng)開關(guān)S閉合，因電阻 R1、R2串聯(lián)，所以通 過(guò)電阻R1、R2的電流相等，L 1即1 =1 （1 分）I21(3)當(dāng)開關(guān)S閉合，滑動(dòng)變阻器滑片移到b點(diǎn)時(shí)，變阻器接入電路的電阻最大，此時(shí)電阻RR2、Rab串聯(lián)，電壓表 V1測(cè)R、R2串聯(lián)后兩端的電

23、壓， V2測(cè)R1與Rab串聯(lián)后兩端的電壓，因串聯(lián)電路中電壓與電阻成正比，所以有U1 RR210一 R25U2 -RRab -1。Rab ;因串聯(lián)電路中，電功率與電阻成正比，所以有P=R=Rb=4PR110。1分）解兩式可得 R2 =15C , Rab =25建。（1分）(4)當(dāng)滑片移到a點(diǎn)時(shí)，變阻器接入電路的電阻R = 0Q ,電阻R1消耗的電功率為15_ . -2_, U 2 _P =I1 R1 =（-） R ；R1R22U2當(dāng)滑片移到b點(diǎn)時(shí)，電阻 R消耗的電功率 p = IiR=() R (1分)Ri R2 Rab滑動(dòng)變阻器滑片在a、b兩點(diǎn)時(shí)Ri消耗的功率之比為(i分)Pi ,Ri R2

24、Rab、2 ,10c 15J 25250 . 4=() = () = (一) = 一P RR210c 15 c25112.如圖22所示電路圖中，電源兩端電壓保持不變。當(dāng)開關(guān)S1、S2都斷開，滑動(dòng)變阻器的滑片P在某點(diǎn)C時(shí)，電壓表 V1、V2的示數(shù)之比為的示數(shù)為 3： 4,定值電阻R2消耗的 電功率為18W。當(dāng)開關(guān)G閉合、S2斷開，滑動(dòng)變阻器的滑片 P移到某點(diǎn)A時(shí)，電壓表 V1、V2的示數(shù)之比為2 : 3, R2兩端電壓為 6%當(dāng)開關(guān)S1斷開、S2閉合時(shí)，電壓表Y1、 V2的示數(shù)之比仍為 2 ： 3, R2兩端電壓為U2”。求： 5 '： U2”；當(dāng)開關(guān)S、S2都斷開，滑動(dòng)變阻器的滑片 p

25、在某點(diǎn)C時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率Pc；當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開，滑動(dòng)變阻器的滑片 P移到某點(diǎn)A時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的電 功率Pa。圖2212.當(dāng)S1、S2都斷開，變阻器的滑片 P在C點(diǎn)時(shí)，電路連接如圖甲當(dāng)S1閉合、S2斷開，變阻器的滑片 P在A點(diǎn)時(shí), 當(dāng)S1斷開、&閉合時(shí)，電路連接如圖丙電路連接如圖乙-54叫 一rV*-Ui+Uc -*U”甲-U乙用 RiLT在乙圖中，立UU2 = 3在丙圖中,U23U1 - 2總電壓相等，所以U2U2在丙圖中，R1和R2串聯(lián)，RL = U1 = 2. 1分R2 U23在甲圖中，Ri、Rc 和R2串聯(lián)，P1+PC= U1 +UC= 3P2 PC U2

26、Uc 42 11Pc=3P2-4Pi=3P2-4X P2= P2= X 18W = 6W 1分3 33RCPC6W1R2P218W3在乙圖中，0 = UA= 2 1分R2U21在甲圖和乙圖中，總電壓不變，所以2 f 1- r=R1 +Rc +R2 = 3R2 / R2 = 2IRA R22R2 R23Pa= I-RP2= I l RAP2= 2t x 2 x 18W= 16W 1分i2R2 U J R25113 .如圖26所示的電路中，電源兩端電壓不變，燈的電阻不變。當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2斷開，滑動(dòng)變阻器的滑片P移到B端時(shí)，R1的電功率為P1，電流表示數(shù)為h ;當(dāng)開關(guān)S1斷開，S2閉合 時(shí)，R1的電功率為 P1,電