(完整版)初中物理竞赛(电路问题)

电路问题B.四灯并联.L图中四个灯泡的连接方式是[]A.四灯串联,C.L2、L3、L4并联,再与L1串联.D.LI、L2、L3并联,再与L4串联..物理小组制作了一个自动限制器,其中有一个调压电路如下图,滑动变阻器R的最大阻值是100欧,负载电阻R'的阻值为100欧,A、B间电压为10伏,保持不变.使用过程中发现这个电路的调压范围和原设计不符,检查结果是图中F处导线折断,滑动头P由上向下移动时,如果电路完好,CD两端的电压范围应是伏至伏：如果F点导线折断,CD两端的电压范阳是伏至伏,U=10V亢.如上图所示,将R|、R2,R3、R4、&五只阻值不等的电阻并联后接在电源电压为6伏的电路中,假设电阻Ri的阻值为50欧,Rs为10欧,且Ri>R2>R3>R4>Rs.当电键S闭合后,可判断电流表的示数范围是.某同学按图所示的电路图连接电路进行实验.假设图所示的实验器材中,灯L1、L2完全相同,且不考虑温度对灯的电阻的影响.实验时,该同学把滑动变阻器R的滑片P移到A、B、C三个位置,并记下各电表的示数,表1i摄是该同学测M的实验数据.过一段M间,这位同学发瞅TL1、L2的亮度都发生变化,为了探究其原因,于是这位同学又将滑片P移到A、B、C三个位置附近,测得各电表的示数如表2所示.表1第一次实验测得实验数据实验序号A1表示数/安A2表示数/安A3表示数/安V1表示数/伏V2表示数/伏10.360.484.801.2020.300.404.001.0030.240.323.200.80表2第二次实验测得实验数据实验序号A1表示数/安A2表示数/安A3表示数/安V1表示数/伏V2表示数/伏40.400.400.324.800.8050.380.380.304.560.7660.300.300.243.600.60表3第三次实验测得实验数据实验A1表A2表A3表V1表V2表序号示数/示数/示数/示数/示数/安安安伏伏71.201.200.962.402.4081.001.000.802.002.0090.750.750.601.501.50根据上述实验数据,答复以下问题：〔1〕根据表1中的实验数据,请通过分析、归纳完成表1中“A2表示数〞下的空格.〔2〕根据表1、表2中的实验数据,请通过比拟,分析,说明实验时灯L］、L?亮度的变化及原因.〔3〕假设该同学在探究灯Li、L?亮度的变化及原因时,测得各电表的示数如表3所示,请说明在这种情况下,灯L।、L2亮度的变化及原因.5.在图所示的电路中,当滑动变阻器R的滑片P从B向A滑动的过程中,电压表\J、V2示数的变化量的值分别为AU-AU2,△U।VAU2AUt>AU2C.AU,=AU2D.由于无具体数据,故无法比拟那么它们的大小相比拟应该是〔〕iHHbra-^s>6.在图所示的电路中,A、B、C分别表示电流表或电压表,它们的示数以安或伏为单位.当电键S闭合后,A、B、C三表示数分别为1,2,3时,灯Li、L?正好均正常发光.灯Li、L2的额定功率之比为3：1,那么可判断〔〕A、B、C均为电流表A、B、C均为电压表c.B为电流表,A、C为电压表D.B为电压表,A、C为电流表7.在四个外型完全一样的电阻中,有三个电阻的阻值完全相同,为了挑出那只阻值不同的电阻,并确定它的阻值是偏大还是偏小,小华设计了如下图的电路C闭合开关后,他发现电流由Q流向P,电流计的指针向右偏转.请你帮助他完成实验,并答复他是如何得到结果的？〔要求写出实验操作过程,过程要尽量简便°〕I卜1、思路点拨A在电路中,同一条导线〔不管其长短,只要其电阻可忽略不计〕的两端可认为是同一点〔相当于把这条导线缩短到两端合为一点一样,由于这条导线的电阻不计,那么其长短对电路中电流的大小并无影响〕,由此我们把图中同一条导线的两端用同一个字母表示如图.在图中,灯LI、L2、L3的两端都分别与A、B两点相连,故图又可等效地画成为以下图.1、案：由图可见,LI.L2、L3、L4四灯泡的连接是LI、L2、L3三灯并联后再与灯L4串联,故此题答案为D.2、思路点拨——®——L,上端时,R'获得最大电压为B之间,由于R'=R,故此时如果电路完好,当滑片P接于R上端时,R'获得最大电压为10V,当滑片P接于R下端时,R'被短路,R'获得最小电压为零.如果F点导线被折断,当滑片P接于R10V,当滑片P接于R下端时,相当于R'与R串联后接于A、R'获得最小电压为U/2=5V.2、答案:10,0,10,53、思路点拨在图所示的电路中,R2>R3、L三个电阻的值越大,那么整个并联电路的电阻值越大,假设R2、R3、R4三个电阻的值越小,那么整个并联电路的电阻值越小.假设让它们取尽可能大的值,它们都只可能接近R1〔R[=5OQ〕但必小于R1；假设让它们取尽可能小的值,它们都只可能接近Rs〔Rs=10C〕但必大于心.取R2=R3=R4=50Q,那么RKR2、R3、R4、R5的并联总电阻R大满足龈-瓦十拓+拓+记+咫代入数值得：R大二5.56Q那么电路中的总电流Li於"含A=1.08ARI、R2、R3、R4、R5的并联总电阻R小满足取R2=R3=R4=10Q,那么111rI11一-=—十—4-—+—*+—R小RR2RyRa也代入数值可解得：R小=2.38Q那么电路中的总电流,大二/=居A=2.52A事实上以上解出的I大和I小都是这一电路中的电流可以接近但不能到达的值,故此电路中电流的取值范围应为I大:>1>1小3、答案:2.52A>I>1.08A处4、思路点拨由于电压表的电阻可视为无限大而电流表的电阻可视为零,故在电路分析时.可将电压表处视为断路而电流表处那么视为短路,据此,将图中的电压表和电流表先行取出,那么图的电路等效地变为上图所示的电路,由图可见,R］、Lh思、L?所在的局部电路实际上就是R,与L并联、R2与L?并联,再由这两个并联局部串联而成.结合图可见,电压表V1量得的是上述串联电路的总电压,而电压表V2量得的那么是电阻R2两端的电压,即上述两并联局部的第二个并联局部的电压,电流表Ai与灯L串联,它量得的是通过灯Li的电流,电流表R3与电阻R2串联,它量得的是通过R?的电流,电流表A2量得的那么是整个电路中的总电流.将电流表、电压表补画入图中,那么得到图所示的电路,显然,这一电路和图仍然是完全等效的.4、答案：(1)在图中,以h、L、h分别表示电流表Ai.A?、A3的示数,Ui、5分别表示电压表VI、V2的示数,并且注意到LI、L2完全相同,那么流过灯L?的电流为/灯2而电灯L处应有r灯U〞灯UI灯2/「V1"T/1口U,TU?1那么电流表A2的示数为/加沏£2力7以⑸、5、后分别表示表1中三次实验A2的示数,并以各对应数据代入上式那么可得到120120心灯0A8好三——x0.3640.60(A)I,、灯0的灯~~y——x0.30打0.50(4)4.80^1.20-4.80^71.00自行0.32力—()*)—x0.24〃0.40(A)~3.20XT0.80⑵由表2的实验数据可见,在第4、5、6次实验中,A1表的示数和A2表的示数总是对应相等,由图可见,这只可能是电阻R1断路或者是电灯L1被短路,而假设是L1被短路,那么应有电压表VI和V2的示数相等,又由表2中看到这两个示数并不相等,所以电路出现的变化(由此引起灯LI、L2的亮度发生变化)的原因只可能是电阻R1断路.由于R1断路导致两灯的亮度变化情况是：L1变亮、L2变暗.这是由于：R1断路使R1和L1并联这局部的电阻增大,而R2与L2并联的局部并未发生变化,由此L1分得的电压将增多,L2分得的电压将减少,从而使前者变亮后者变暗.(3)假设该同学在探究灯LI、L2亮度变化及其原因时,测得的各电表示数如表3所示.那么表3显示的是各组对应的电流表A1和A2的示数相等,电压表VI和V2的示数相等,同(2)的分析可知,这一故障是由于灯L1被短路而形成的.由于L1被短路导致两灯亮度的变化情况是：L1熄灭,L2变亮.这是由于：灯L1被短路当然熄火,灯L2那么由于得到的电压变为原来灯LI、L2两者所得电压之和而变大了,故变亮了.5、思路点拨在图所示的电路中,变阻器R的滑片P左端局部的电阻被短路,滑片P右端局部的电阻与电阻R1并联形成电流的通路,这局部并联局部再和电阻R3和R4依次串联,以UI、U2、U3分别表示这三局部的电压,以U0表示电源的总电压,那么应有UO=U1+U2+U3当滑片P由B向A滑动时,并联局部的电阻减小,全电路的总电阻随之减小,电路中的总电流增大,由于R2、R3不变,那么U2、U3随之增大,由于电源总电压不变,那么并联部分的电压U1必然减小,且其减少量△U1的大小应等于U2和U3的增加量△U2、AU3之和.可见△UI的大小应比AUZ的大小大一些.5'答案:B6、思路点拨假设三表均为电流表,那么电路短路,两灯均不会正常发光,可见选项A不对.假设三表均为电压表,那么由于电压表电阻很大,全电路相当于断路,两灯也不会发光,可见选项B不对.假设B为电流表,A、C为电压表,那么两灯串联,此时两灯功率之比.应为工区J出Uc3可见选项C不对.假设B为电压表,A、C为电流表,那么两灯并联,此时两灯功率之比应为生_上一岂这与题述比值相符,即选项D是对的.6、答案:D7、答案：将电阻a、c的位置交换.〔1〕如果电流计的指针仍向右偏转,说明a、c两只电阻的阻值相同,再将a、d两只电阻的位置交换.①如果电流计的指针仍向右偏转,说明a、a两只电阻的阻值也相同,那么b是那只阻值不同的电阻,且其值偏小.②如果电流计的指针改为向左偏转,说明d是那只阻值不同的电阻,且其值偏大.〔2〕如果电流计的指针改为向左偏转,说明去C两只电阻中有一只电阻的阻值与其他电阻不同,再将a、d两只电阻的位置交换.①如果电流计的指针仍向左偏转,说明a、d的阻值相同,那么C是那只阻值不同的电阻,且其值偏小.②如果电流计的指针改为向右偏转,说明a是那只阻值不同的电阻,且其值偏大.