2025年九年级物理中考专题训练:电磁学计算题

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名称 2025年九年级物理中考专题训练:电磁学计算题
格式 docx
文件大小 1.4MB
资源类型 试卷
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2025-04-28 14:04:35

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2025年九年级物理中考专题训练:电磁学计算题
1.如图所示的电路,电源电压保持6V不变,小灯泡L标有“6V 3W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响),电流表的量程为0~3A,电压表的量程为0~3V,电阻,滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”。求:
(1)小灯泡的电阻;
(2)只闭合开关、,接入电路中的电阻为8Ω时,通电100s电路消耗的电能;
(3)当所有开关都闭合时,电流表的示数;
(4)在保证电路安全的情况下,此电路的最小功率。
2.2024年4月25日,神舟十八号载人飞船发射成功。查阅资料了解到,飞船在发射前需要检验飞船舱体的气密性。科技人员设计了图甲模拟检测电路,电源电压12V保持不变,R0为50Ω的定值电阻,R为压敏电阻,其阻值随环境气压变化的规律如图乙。将R置于舱体内,舱体位于真空室中,舱体不漏气时,舱体内气压为1.0×105Pa。求:
(1)舱体不漏气时,R0两端的电压;
(2)舱体不漏气时,电路工作10min消耗的电能;
(3)电压表示数为8V时,舱体内的气压值。
3.为了研究家用电器对电路的影响,物理老师带领同学们进行了探究。
(1)老师带来一个标有“220V5.5A”的电热水壶,在壶中装入1.5L水,初始温度为27℃。仅将电热水壶接入图甲所示的电能表所在的电路,加热7.5min,电能表的转盘转过了250r;
①电热水壶消耗的电能是多少
②消耗的电能中有70%的能量被水吸收,则水的温度变为多少?[,]
③若电热水壶的电阻始终保持不变,则该过程中电热水壶工作的实际电压是多少?
(2)为了研究家用电器电压偏低的原因,老师指导同学们设计了如图乙所示的电路进行模拟实验:、、相当于家用电器电饭煲、电暖器、电烙铁;由于实际中输电线较长,电阻不可忽略,相当于输电线的电阻。依次闭合S和、、,描绘出两电压表、的示数、随电流表A的示数I变化的规律,如图丙所示。则随着接入电路的家用电器增加,输电线电阻上的电压怎么变化?
4.如图(乙)所示为扎西家两挡位电热水壶的简化电路原理图,为温控开关,当水沸腾时会自动断开。和为加热定值电阻,,保温挡的功率为110W。求:
(1)加热时的电功率;
(2)在加热挡工作时电路的总电流;
(3)某次烧水,电热水壶将水加热至沸腾耗时5min,自动跳转至保温挡工作5min,在这10min内电热水壶消耗的电能。
5.如图所示电路,电源电压不变,灯泡L标有“6V 3W”字样,R1、R2为定值电阻,当S闭合,S1和S2断开时,灯泡L正常发光,L和R1的功率之比为3∶1;当开关都闭合时,R1和R2的功率之比为4∶1,求:
(1)灯泡L正常发光时的电阻;
(2)开关都闭合时,R2的功率。
6.如图所示电路,电源电压12V保持不变,灯泡L标有“6V 3W”字样,滑动变阻器最大阻值为18Ω。当S闭合S1、S2都断开,移动滑片P使灯泡恰好正常发光。保持滑片P的位置不变,再闭合S1、S2,电流表示数变化了1.5A。(不考虑灯泡电阻的变化)求:
(1)灯泡正常工作时的电流;
(2)灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值;
(3)在保证电路安全的前提下,当S闭合S1、S2都断开时,调节滑动变阻器使电路的最大功率为P1;当S、S1、S2都闭合时,调节滑动变阻器使电路最小功率为P2。计算P1与P2的比值。
7.如图所示的电路,定值电阻的阻值为10Ω,定值电阻的阻值为20Ω,闭合开关S后,电流表A的示数为0.10A。求:
(1)电阻两端的电压;
(2)电源电压;
(3)整个电路在1min内产生的热量。
8.学校开展了防溺水安全教育后,小华组经过合作探究,设计了一种可以戴在手腕上的防溺水定位求救报警器,其简化电路如图甲所示。已知电源电压为6V,报警器由电压表改装,是定值电阻,是压敏电阻,图乙是压敏电阻阻值随水深h变化的图像。报警器未浸入水中时,的阻值为40Ω,电流表示数是0.12A;报警器浸入水下深度h大于等于1m时,报警器报警,当h为1m时,两端的电压为1.5V。通过计算回答:
(1)报警器未浸入水中时,两端的电压是多少?
(2)报警器浸入水下深度h为1m时,通过的电流是多少?
(3)报警器浸入水下深度h为1m时,的电功率是多少?
9.如图甲所示,是L1、L2两个灯泡的图像,请根据图像所给信息进行计算:
(1)若两灯泡串联在电路中(如图乙所示),此时电流表的示数为0.3A。求此时两灯泡的电阻;
(2)保持电源电压不变,将两灯泡的连接方式改为并联(如图丙所示),求此时电流表的示数。
10.如图,电源电压恒定,灯泡规格为“”,滑动变阻器最大阻值为为定值电阻。闭合开关S,将接1,移动滑片使灯泡正常发光,电路总功率为;将接2,滑片移至a端,电流表示数为0.8A,电路总功率为,滑片移至b端,电流表示数为0.2A。求:
(1)灯泡正常发光时的电阻;
(2)与的比值;
(3)电源电压。
11.(如图所示,电水壶的规格为“220V,1210W”、电热水器的规格为“220V,2420W”、电能表上标着“3000revs/(kW·h)”。当电路中单独使用电水壶烧水时,铝盘转动165转,用时180s;在电路中单独使用电热水器时,用时6min。导线、电水壶和电热水器的电阻不随温度变化。求:
(1)电水壶和电热水器的电阻;
(2)单独使用电热水器时导线上产生的热量。
12.如甲图所示电路中,电源电压不变,R1=20Ω,滑动变阻器R2的最大电阻为50Ω,电流表使用的量程为0~0.6A。小灯泡L的额定电压为3.8V,其电流随电压的变化规律如乙图所示。当只闭合S2时,电流表的示数为0.25A。求:
(1)电源电压 ;
(2)当只闭合S3时,要使小灯泡L正常发光,滑动变阻器R2连入电路的电阻 ;
(3)当闭合S1、S2、S3时,为保证不损坏电流表,滑动变阻器R2的电阻可调范围和电路消耗的总电功率的变化范围 。
13.小亮用电热水壶将质量为1.5kg、初温为20℃的水加热到80℃,在只有电热水壶工作的情况下,他观察到家中标有“”的电能表的指示灯在240s内闪烁了144次,已知水的比热容为。求:
(1)水吸收的热量;
(2)电热水壶的实际功率;
(3)电热水壶的工作效率。
14.小明家所在的小区要修建一个景观池,景观池的造型是一个底面积大小为的长方体水槽,图甲是小明为小区景观池设计的自动补水系统示意图,其中控制电路的电源电压恒为9V,为保护电阻,R是一个固定于景观池底部的压敏电阻,它在水中的有效受力面积为。在最高、最低水位设计深度变化范围内,压敏电阻R的阻值与其所受压力的大小变化关系如图乙所示。当控制电路中的电流时,弹簧将衔铁拉起,工作电路接通,水泵开始为景观池供水;当控制电路中的电流时,电磁铁将衔铁吸合,工作电路断开,水泵停止为景观池供水,(计算时不考虑电磁铁线圈的阻值和压敏电阻的厚度,)求:
(1)保护电阻的阻值?
(2)景观池最低水位设计深度?
(3)景观池每次补水的最大质量?
15.某电热水壶的额定电压为220V,额定加热功率为1000W,电热丝R在电路中的位置如图所示。[]求:
(1)正常工作时,电热丝的电阻R;
(2)用该电热水壶把质量为1kg的水从20℃加热至100℃,水吸收的热量;
(3)在第(2)问中,水壶正常工作,若电热丝产生的热量80%被水吸收,则该过程需要多少秒?
16.如图甲所示,已知电源电压4.5V保持不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,滑动变阻器R的规格为“50Ω 2A”,灯泡L的规格为“4V 1.2W”,其电流与电压的关系图像如图乙。试求:
(1)灯泡正常发光时的电流;
(2)当滑片P滑到某一位置时,电压表的示数为2.5V,此时电路的总功率;
(3)在电路安全情况下,调节滑片P,当灯泡的电功率最小时,灯泡L的阻值;
(4)用一个阻值为30Ω的定值电阻替换灯泡L,调节滑片P,当滑动变阻器的功率为0.15W时,滑动变阻器连入电路的阻值。
17.如图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅简化电路,它是通过电热丝R1来加热空气,从而加热食物,达到设定加热温度后,断开开关。
(1)在工作电路中,指示灯L标有“2V 0.2A”字样,要使指示灯L正常工作,则保护电阻R0的阻值为多大?
(2)把空气炸锅单独接入家庭电路中正常工作2min,电能表上标有600r/kW·h的字样,其转盘刚好转了20转,则空气炸锅的电功率是多少?
(3)在控制电路中,电源电压恒定为3V,用R3来设置加热温度,热敏电阻R2置于温度监测区域,它的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当设定加热温度为某一温度时,R3的阻值恰好为40Ω,闭合开关S,工作电路接通,开始加热;当控制电流I = 0.03A时,衔铁被弹起,停止加热,则设定的加热温度是多少?
18.小明为爷爷设计了一款有“速热”和“保温”两挡的防寒服,内部电路简化如图所示。电源两端电压为6V,电热丝R1、R2的阻值恒定,R1=4Ω。
(1)只闭合开关S1时,通过R1的电流是多大?
(2)只闭合开关S1时,R1的电功率是多少?
(3)电源两端电压为6V时,“速热”挡的电功率为36W。若更换成电压为5V的电源,则使用“速热”挡通电10s产生的热量是多少?
19.如图所示电路,电源电压保持不变,定值电阻,闭合开关S,电压表示数为2V。求:
(1)定值电阻两端的电压为多少伏。
(2)通过定值电阻的电流为多少安。
(3)通电10s,整个电路电流所做的功W为多少焦。
20.小红用图甲的手持挂烫机帮家人熨烫衣物,挂烫机内的水被加热汽化后喷出。图乙为挂烫机的等效电路,R1为加热电阻,R2为限流电阻,S为自动温控开关。将挂烫机接入电路,S在位置“1”,前端电热板被加热,电路中的电流为5.0A;当温度升到130℃时,S切换到位置“2”,挂烫机处于待机状态,电路中的电流为0.02A,当温度降到100℃时,S又回到位置“1”。
(1)求R1的阻值。
(2)求挂烫机待机状态的功率。
(3)熨烫过程中,电路的电流随时间变化如图丙,求挂烫机0~150s消耗的电能。
(4)请从使用安全或节能的角度为该挂烫机的标签设计一条提示语。
21.如图所示的电路中,电源两端电压为U=9V,R1、R2、R3均为定值电阻,其中R2=45Ω,R3=30Ω。
(1)当闭合开关S和S1,断开开关S2时,求R3两端的电压U3;
(2)当开关S、S1和S2均闭合时,求电流表的示数I;
(3)当闭合开关S,断开开关S1和S2时,电压表示数为6V,求R1消耗的电功率P。
22.如图所示,电源电压不变,R1、R2均为定值电阻,R1=20Ω,R2=10Ω,R为滑动变阻器,电压表V1的量程为0~15V,V2的量程为0~3V。闭合开关,滑动变阻器R的滑片置于某一位置A时,电压表V1的示数为14V,V2的示数为2V。在保证电路安全的情况下移动R的滑片,两电表均能达到满偏。
(1)求滑片置于A时,电路中的电流;
(2)求电源电压;
(3)用最大阻值为50Ω的滑动变阻器R0替换电阻R1,不改变其他元件的连接。闭合开关,使电路总功率保持最大,在保证电路安全的情况下,调节R和R0接入电路的阻值,其中R仅可以在替换前的范围内变化,求R0接入电路的阻值范围。
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《2025年九年级物理中考专题训练:电磁学计算题》参考答案
1.(1)
(2)180J
(3)0.8A
(4)0.9W
【详解】(1)小灯泡的额定电流为
则小灯泡的电阻为
(2)只闭合开关、,L和串联,接入电路中的电阻为8Ω时,电路中的电流为
通电100s电路消耗的电能为
(3)当所有开关都闭合时,和L并联,电流表测干路电流。电源电压保持6V不变,则灯泡正常发光,灯泡电流为
通过的电流为
根据并联电流规律,电流表的示数为
(4)只闭合开关、,和串联,电压表测电压。电压表的量程为0~3V,为保证电路安全,电压表示数为3V时,此时电路中的电阻最大,功率最小。当电压表示数为3V时,两端的电压为
电路中的电流最小为
电路的最小电功率为
2.(1)10V
(2)1440J
(3)0.6×105Pa
【详解】(1)由图乙可知,舱体不漏气时,舱体内气压为1.0×105Pa,压敏电阻的阻值
R=10Ω分析甲图可知,R与R0串联,电压表测量R0两端电压,电源电压12V保持不变,R0为50Ω的定值电阻,串联电路中的电流
则R0两端的电压
(2)舱体不漏气时,电路工作10min消耗的电能
(3)电压表测量R0两端电压,电压表示数为8V时,串联电路中的电流
压敏电阻的阻值
由图乙可知,压敏电阻的阻值为25Ω时,舱体内的气压值为0.6×105Pa。
3.(1)见解析
(2)电压
【详解】(1)电热水壶消耗的电能为
水吸收的热量为
水的质量为
则水升高的温度为
则水的温度变为
电热水壶的电阻为
该过程中电热水壶工作的实际功率为
根据,实际电压为
(2)分析乙图可知,、、并联部分和串联,电压表测电源电压,电压表测、、并联部分的电压。由丙图可知,随着接入电路的家用电器增加,电流表A的示数I变大,电压表示数不变,电压表示数变小,根据串联分压规律可知输电线电阻上的电压变大。
4.(1)1100W
(2)5.5A
(3)
【详解】(1)加热时,和并联,的电功率为
(2)由于根据可知,当只闭合开关S时,为保温档,电阻R2的阻值为
在加热档工作时电路的总电流为
(3)加热5min电热水壶消耗的电能为
保温5min电热水壶消耗的电能为
在这10min内电热水壶消耗的电能为
5.(1)12Ω
(2)4W
【详解】(1)灯泡L正常发光时的电阻
(2)当S闭合,S1和S2断开时,灯泡和电阻R1串联,灯泡L正常发光,电路中的电流
通过灯泡和电阻R1的电流相等,L和R1的功率之比为3∶1,所以
R1=4Ω
电源电压
U=I(RL+R1)=0.5A×(12Ω+4Ω)=8V
当开关都闭合时,R1和R2并联,R1的功率
R1和R2功率之比为4∶1,R2功率
6.(1)0.5A
(2)12Ω
(3)3∶10
【详解】(1)题意可得,灯泡正常工作时的电流为
(2)当S闭合S1、S2都断开,灯泡与滑动变阻器串联,灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压为
则滑动变阻器接入电路的阻值
(3)当S闭合S1、S2都断开时,电路中最大电流为0.5A,电路的最大功率为
当S、S1、S2都闭合时,灯泡短路,R和R0并联在电路中,此时电路中的电流为
通过滑动变阻器的电流为
则通过R0的电流为
调节滑动变阻器,使得通过它的最小电流为
则电路中的最小电流为
电路最小功率为
P1与P2的比值
7.(1)1V
(2)3V
(3)
【详解】(1)分析电路可知,、串联,电流表测电路电流。则电阻两端的电压为
(2)两端的电压为
则电源电压为
(3)整个电路在1min内产生的热量为
8.(1)4.8V
(2)0.15A
(3)0.675W
【详解】(1)由甲图可知,与串联,电流表测串联电路中的电流,由乙图可知,报警器未浸入水中时,的阻值为40Ω,电流表示数是0.12A,则两端的电压
(2)由于报警器浸入水下深度h为1m时,两端的电压为1.5V,电源电压为6V,由串联电路中电压规律可知,两端的电压
由乙图可知,报警器浸入水下深度h为1m时,的阻值为30Ω,通过的电流
(3)报警器浸入水下深度h为1m时,的电功率
9.(1)6,14
(2)0.85A
【详解】(1)若两灯泡串联在电路中,电路中电流为0.3A,由图甲可知,此时L1两端的电压为1.8V,则L1的阻值为
L2两端的电压为4.2V,则L2的阻值为
(2)串联电路电源电压等于各用电器电压之和,所以电源电压为
并联电路支路电压等于电源电压,由图可知,当电压为6V时,L1的电流为0.5A,经过L2的电流为0.35A,电流表测量干路电路,故电流表的示数为
10.(1)12Ω
(2)5∶8
(3)8V
【详解】(1)由知道,灯泡正常发光时的电阻为
(2)由知道,小灯泡的额定电流为
闭合开关S,将S1接1,灯泡L与滑动变阻器R1串联,当小灯泡正常发光时,电路总功率为
将S1接2,滑片移至a端,电路中只有定值电阻R2接入电路,电流表示数为0.8A,电路总功率为
则P1与P2的比值为
(3)将S1接2,滑片移至a端时

将S1接2,滑片移至b端时

由①②得
U=8V
11.(1)40Ω,20Ω
(2)1.21×105J
【详解】(1)根据和P=UI,可得,则电水壶的电阻
电热水器的电阻
(2)单独使用电水壶烧水时,导线与电水壶串联,电路消耗的电能为
电路的总功率为
电路的总电阻为
导线的电阻为
单独使用电热水器时,电路的总电阻
电路中的电流为
导线上产生的热量为
12.(1)8V
(2)14Ω
(3)40~50Ω,4.48~4.8W
【详解】(1)当只闭合S2时,R1与小灯泡串联,电流表的示数为0.25A,根据图乙可知,小灯泡此时六两端的电压为3V,R1两端的电压为
则电源电压
(2)当只闭合S3时,R2与小灯泡L串联,要使小灯泡L正常发光,小灯泡两端的电压为3.8V,则R2两端的电压为
根据图乙可知,此时电路中的电流为0.3A,则滑动变阻器接入的电阻为
(3)当闭合S1、S2、S3时,R1与R2并联,电流表测量干路电流,通过定值电阻R1的电流为
由电流表的量程可知,干路的最大电流为0.6A,则通过滑动变阻器的最大电流为
滑动变阻器接入的最小值为
此时电路中的总功率最大,最大总功率为
当滑动变阻器全部接入时,滑动变阻器接入的阻值为50Ω,通过滑动变阻器的电流最小,总电流最小,总功率最小,通过滑动变阻器的最小电流为
电路中的总电流为
电路总功率最小为
滑动变阻器R2的电阻可调范围为40~50Ω,电路消耗的总电功率的变化范围为4.48~4.8W。
13.(1)3.78×105J;(2)1800W;(3)87.5%
【详解】解:(1)水吸收的热量为
(2)给水加热过程中,电热水壶消耗的电能是
电热水壶的实际功率
(3)电热水壶的工作效率
答:(1)水吸收的热量为3.78×105J;
(2)电热水壶的实际功率为1800W;
(3)电热水壶的工作效率为87.5%。
14.(1);(2);(3)
【详解】解:(1)由题可知,当水位最高时,工作电路断开,水泵停止为景观池供水,此时压敏电阻受到的压力最大,电阻最小,为5Ω,此时控制电路中的电流应等于0.6A,则有
可解得
(2)由图得水位最低时,压敏电阻受到的压力为0.8N,则压敏电阻受到的压强为
由液体压强公式可知最低水位设计深度为
(3)当水位最高时,压敏电阻受到的压力为2.0N,则压敏电阻受到的压强为
由液体压强公式可知最高水位设计深度为
从最低水位到最高水位,补水的体积为
每次补水的最大质量为
答:(1)保护电阻的电阻为;
(2)景观池最低水位设计深度为;
(3)景观池每次补水的最大质量为。
15.(1)48.4Ω;(2);(3)420s
【详解】解:(1)由可知,正常工作时,电热丝的电阻为
(2)用该电热水壶把质量为1kg的水从20℃加热至100℃,水吸收的热量
(3)水壶正常工作,若电热丝产生的热量80%被水吸收,则电热丝产生的热量为

可得,该过程需要的时间为
答:(1)正常工作时,电热丝的电阻R为48.4Ω;
(2)用该电热水壶把质量为1kg的水从20℃加热至100℃,水吸收的热量为;
(3)在第(2)问中,水壶正常工作,若电热丝产生的热量80%被水吸收,则该过程需要420秒。
16.(1)0.3A;(2)1.125W;(3)7.5Ω;(4)15Ω
【详解】解:(1)由得,灯泡正常发光时的电流
(2)由图甲得,灯泡与变阻器串联,电压表测量变阻器的电压,电流表测量电路电流,当滑片P滑到某一位置时,电压表的示数为2.5V,此时灯泡的电压为
由图乙得,此时灯泡的电流为0.25A,串联电路电流处处相等,此时电路的总功率
(3)当电压表示数最大为3V时,变阻器接入电路中电阻最大,电路中电阻最大,电流最小,灯泡的电压最小,电功率最小,此时灯泡的电压为
由图像得,此时电路中电流为0.2A,由欧姆定律得,灯泡L的阻值为
(4)用一个阻值为30Ω的定值电阻替换灯泡L,定值电阻与R串联,调节滑片P,当滑动变阻器的功率为0.15W时,由欧姆定律与得,此时变阻器的电功率为
解得滑动变阻器连入电路的阻值
或(舍去)
则滑动变阻器连入电路的阻值为15Ω。
答:(1)灯泡正常发光时的电流0.3A;
(2)此时电路的总功率1.125W;
(3)灯泡L的阻值7.5Ω;
(4)滑动变阻器连入电路的阻值15Ω。
17.(1)1090Ω;(2);(3)200℃
【详解】解:(1)R0和指示灯L串联,R0两端的电压为
指示灯L正常工作,通过R0的电流为
I0=IL=0.2A
保护电阻R0的阻值为
R0
(2)转盘刚好转了20转,空气炸锅消耗的电能
空气炸锅的功率
(3)衔铁被弹起时,控制电路的总电阻为
此时热敏电阻
由乙图可知,当R2 =60Ω,设定温度为200℃。
答:(1)保护电阻R0的阻值为1090Ω;
(2)空气炸锅的电功率是1kW;
(3)设定的加热温度是200℃。
18.(1)1.5A;(2)9W;(3)250J
【详解】解:(1)只闭合开关S1时,通过R1的电流为
(2)只闭合开关S1时,R1的电功率为
(3)电源两端电压为6V时,干路电流为
通过R2的电流为
R2的阻值为
电源两端电压为5V时,干路电流为
使用“速热”挡通电10s产生的热量为
答:(1)只闭合开关S1时,通过R1的电流是1.5A;
(2)只闭合开关S1时,R1的电功率是9W;
(3)电源两端电压为6V时,“速热”挡的电功率为36W。若更换成电压为5V的电源,则使用“速热”挡通电10s产生的热量是250J。
19.(1)1V;(2)0.4A;(3)12J
【详解】解:(1)由图可知,R1和R2串联,电压表测R1两端的电压,根据串联分压特点可得:定值电阻R2两端的电压U2为
(2)由欧姆定律可得,通过R1的电流I1为
(3)根据串联电路电流特点可知整个电路的电流为
I=I1=0.4A
则整个电路电流做的功为
答:(1)定值电阻两端的电压为1V;
(2)通过定值电阻的电流为0.4A;
(3)通电10s,整个电路电流所做的功W为12J。
20.(1)44Ω;(2)4.4W;(3)110220J;(4)避免与其他大功率电器共用同一插座
【详解】解:(1)当S在位置“1”时,R1接入电路,由,可得
(2)当S在位置“2”时,挂烫机处于待机状态,R2接入电路,由可得
(3)挂烫机加热状态时的功率
挂烫机消耗的电能
(4)避免与其他大功率电器共用同一插座。
答:(1)R1的阻值为44Ω;
(2)挂烫机待机状态的功率为4.4W;
(3)熨烫过程中,挂烫机0~150s消耗的电能为110220J;
(4)避免与其他大功率电器共用同一插座。
21.1)9V;(2)0.5A;(3)0.6W
【详解】解:(1)由电路可知,当闭合开关S和S1,断开开关S2时,电路中只有R3,所以此时R3两端的电压U3等于电源电压,即
U3=U=9V
(2)由电路可知,当开关S、S1和S2均闭合时,R1被短路,R2和R3并联,电流表测干路电流,根据并联电路电压的特点可知,R2和R3两端的电压等于电源电压,根据欧姆定律,则通过R2支路的电流为
通过R3支路的电流为
根据并联电路电流的特点,此时干路电流为
I=I2+I3=0.2A+0.3A=0.5A
因此电流表的示数为0.5A。
(3)由电路可知,当闭合开关S,断开开关S1和S2时,R1和R3串联,电压表测R3两端电压,电流表测电路电流,此时电压表示数为6V,则电路电流为
根据串联电路电压的特点可知,R1两端的电压为
U1=U-U3'=9V-6V=3V
则R1消耗的电功率为
P=U1I'=3V×0.2A=0.6W
答:(1)当闭合开关S和S1,断开开关S2时, R3两端的电压U3为9V;
(2)当开关S、S1和S2均闭合时,电流表的示数I为0.5A;
(3)当闭合开关S,断开开关S1和S2时,电压表示数为6V,则R1消耗的电功率P为0.6W。
22.(1)0.2A;(2)18V;(3)10Ω~20Ω
【详解】解:(1)求滑片置于A时,变阻器R、R1和R2串联,V2测量R2两端的电压,根据串联电路规律可知,电路中的电流等于通过R2的电流,为
(2)R1两端的电压为
V1测量变阻器R和R2两端的总电压,则电源电压为
(3)根据可知,当R阻值越小时,电路中电流越大,R2两端电压越大,V2的量程为0~3V,则R2两端的最大电压为3V,电路中的最大电流为
R1两端的电压为
则R两端的电压为
则替换前R最小电阻为
当R阻值最大时,R和R2两端电压最大,为15V,则此时R1两端电压为
电路中的电流为
则R2两端的电压为
则此时R两端电压为
R的最大阻值为
即R的范围为30Ω~90Ω,闭合开关,使电路总功率保持最大,根据可知,当电流恒为最大值时,电路的总功率保持最大,由上述可知,电流最大时为
电路中的总电阻为
此时R在阻值最小值时,为30Ω,则R0的最大阻值为
当R阻值最大时,R0两端的阻值最小,R和R2两端电压最大为15V,则R0两端的电压为
则R0的最小阻值为
综上所述,R0的阻值范围为10Ω~20Ω。
答:(1)求滑片置于A时,电路中的电流0.2A;
(2)求电源电压18V;
(3)R0接入电路的阻值范围为10Ω~20Ω。
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