1、专题24电学压轴题1.（2005天津，32）如图所示，电源电压保持不变，电阻R130，电流表A1的示数为0.4A，A2的示数为0.8A，求电源电压和R2的阻值各为多少？【答案】12V；15【解析】根据并联电路电压关系可知电源电压等于各支路电压，即：；R2的阻值。2.（2006天津，32）如图所示，有一只小灯泡，额定电压为2.4 V，小灯泡正常工作时的电阻为8 ，如果我们只有电压为3 V的电源，要使小灯泡正常工作，需要串联一个多大的电阻？【答案】需要串联一个2 的电阻【解析】电路中的电流：I=A，电阻两端的电压：UR=U-UL=3 V-2.4 V=0.6 VR=，需要串联一个2 的电阻。3.（2
2、007天津，34）某电热水器的简化电路，如图所示。请你设计虚线框内的指示灯电路。供选择的器材有：“220V 10W”灯泡一只，“2.5V 0.75W”灯泡一只，“2V 10mA”发光二极管一只，各种阻值的电阻，导线若干。（1）在指示灯能正常工作的情况下，请你通过计算说明选用器材的最佳方案及器材的具体规格。（2）将电路图中的虚线框部分补充完整。【答案】（1）选用发光二极管，串联电阻阻值2.18104；（2）见解析图。【解析】（1）若选“220V 10W”，指示灯电路消耗功率P1=10W；若选“2.5V 0.75W”，需要串联一个电阻，指示灯和电阻共消耗功率若选“2V 10mA”发光二极管，也需要
3、串联一个电阻，指示灯和电阻共消耗功率根据计算结果，应选用发光二极管。串联电阻阻值（2）电路连接如图所示。4.（2008天津，26）一个灯泡上印着“PZ 220 40”，它正常工作时的电阻有多大? 如果把它接入一个110V电压的电路中，它实际消耗的电功率是多少?【答案】（1）1210；（2）10W【解析】由题知灯泡额定电压220V，额定功率40W，由知：正常工作时的电阻；如果把它接入一个110V电压的电路中，它实际消耗的电功率是。5.（2009天津，25）图中是某简易电吹风工作原理的电路图(R为电热丝，M为电动机)，表中是该电吹风的铭牌。求：(1)电吹风正常工作且吹热风时，流过电热丝的电流多大。
4、(2)电热丝R的阻值多大(电热丝的阻值随温度变化不计)。【答案】（1）2A；（2）110【解析】吹热风时，电热丝和电动机并联，由表可知P热=460W，P冷=20W，则：电热丝的电功率：P=P热-P冷=460W-20W=440W，通过电热丝的电流：I=P/U=440W/220V=2A，电热丝的电阻：R=U/I=220V/2A=1106.（2010天津，23）某校师生自制了一台电烘箱，电烘箱的电阻丝通过5A的电流时，每分钟可产生6.6104J的热量。求：(1)此时电阻丝的电功率；(2)此时电阻丝的电阻；(3)此时电阻丝的工作电压。【答案】（1）1100W；（2）44；（3）220V【解析】电烘箱的
5、电功率：P=W/t=Q/t=6.6104J/60s=1.1103W；电阻丝工作时的电阻：由P=I2R可得：R=P/I2=1100W/(5A)2=44；此时电阻丝的工作电压：U=IR=5A44=220V。7.（2011天津，26）“等效替代法”是物理学中常用的一种方法。若图甲的两个电阻并联后接入电路中的效果与图乙一个电阻接入电路的效果相同，请你利用并联电路电压、电流的规律及欧姆定律推导出R与R1、R2的关系式。【答案】（或）【解析】由并联电路电流关系，可得：I=I1+I2又知：U=U1=U2代入上式可得：（或）8.（2012天津，25）现有两个小灯泡A和B，分别标有“6V 6W”和“6V 8W”
6、，先将灯泡A与定值电阻R0串连接入电路中，灯泡A恰能正常发光，如图所示若用灯泡B替换灯泡A接在电路中，灯泡B的实际功率大于还是小于8W？请说明理由（电源电压保持不变，不考虑温度对灯丝电阻的影响）【答案】灯泡B的实际功率小于8W【解析】根据可求得：RA=6，RB=4.5。由题意可知，电路中接入灯泡A时，灯泡A正常发光，灯泡两端的电压为6V当用灯泡B替换灯泡A时，由于RBRA，所以根据串联电路电压与电阻的关系可知，UBUA，即灯泡B两端的电压一定小于6V；根据可知，实际功率小于额定功率8W。9.（2014天津，23）小红用如图电路测量未知电阻R2的阻值实验时，闭合S、S1，电压表的示数是12V：闭
7、合S、断开S1，电压表的示数是8V已知电阻R1为40，电源电压保持不变，求被测电阻R2的阻值【答案】20【解析】当闭合S、S1时，R2处于短路状态，电路中只有R1，电压表测电源的电压，电源电压U=12V，当闭合S、断开S1时，两电阻串联，电压表测R1两端的电压，串联电路中各处的电流相等，根据欧姆定律可得，电路中的电流：I=I2=I1=；串联电路中总电压等于各分电压之和，R2两端的电压U2=UU1=12V8V=4V，则根据欧姆定律可得，R2=，则被测电阻R2的阻值为20。10.（2016天津，21）某兴趣小组的同学们想制作一个简易的台灯，所用小灯泡的额定电压为27V，正常发光时灯丝的电阻为90.
8、因身边只有电压为36V的电源，为了保证小灯泡能正常发光，应将一个定值电阻与灯泡串联后接在电源上。请你帮他们求出该电阻的阻值。【答案】30【解析】因为电源电压大于灯泡的额定电压，所以应串联一个电阻分压，如图所示：由欧姆定律可得，灯泡正常发光的电流为：当在电源电压为36V的电路中正常发光，电路中的电流I=I1=0.3A，电路中的总电阻：串联电路的总电阻等于各电阻之和，所以：R=R总-R1=120-90=3011.（2017天津，23）如图1所示的电路中，定值电阻R1为10，R2为滑动变阻器，电源电压保持不变闭合开关S后，滑片P从b端移动到a端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的关系图象如图2所示
9、求：（1）电源电压；（2）滑动变阻器的最大阻值图1 图2【答案】（1）6V；（2）20【解析】（1）由图1可知，两电阻串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，由图2可知I1=0.6A，由I=U/R可得，电源的电压：U=I1R1=0.6A10=6V；（2）由欧姆定律可知滑动变阻器的最大阻值：R2=U2/I2=4V/0.2A=2012.（2018天津，24）甲、乙两地相距40km，在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线，已知每条输电线每千米的电阻为0.2现输电线在某处发生了短路，为确定短路位置，抢修员进行了如下操作：在甲地利用电源（电
10、压恒为6v）、定值电阻R0（阻值为20）、电压表（量程为03V）以及开关等与输电线组成了一个检测电路（如图所示，电压表未画出）：闭合开关后，电压表示数为2V；解答如下问题：（1）根据题意判定电压表的连接位置，将它接入检测电路；（2）计算出短路位置离甲地的距离。【答案】（1）甲地，如图；（2）25【解析】（1）由题知，输电线在某处发生了短路，为确定短路位置，在甲地利用图中的检测电路进行检测；甲地是电源所在位置，电阻R0与导线电阻R线串联；要确定短路位置，需要测出甲地到短路位置两输电线串联的总电阻，电压表应测导线的总电压，所以电压表应接在甲地两点之间，如下图：（2）由题知，闭合开关后，电压表示数为
11、2V，即U线=2V，由串联电路的电压特点可得，电阻R0两端的电压：U0=UU线=6V2V=4V，因串联电路的电流处处相等，则电路中的电流：I=U0/R0=4V/20=0.2A，由I=U/R可得，甲地到短路位置两输电线的总电阻：R线=U线/I=2V/0.2A=10，根据题意可得，甲地到短路位置两输电线的总长度：L=10/(0.2/km)=50km，因两条输电线是并排架设的，所以短路位置离甲地的距离：s=1/2L=1/250km=25km。13.（2019天津，25）若架设在两地之间的输电线发生了短路，如何方便快捷地确定短路的位置？针对这一实际问题，某物理兴趣小组模拟真实情景，运用“建模”思想进行
12、了研究：用两条足够长的电阻丝模拟输电线（每条电阻丝单位长度阻值为r），将导线连在电阻丝A处模拟输电线短路，如图甲所示。他们把一个电源（电压恒为）、一个定值电阻（阻值为）和一块电压表用导线连接起来装入一个盒内，并引出两根导线到盒外，制成检测盒，如图乙所示。检测时将盒外的两根导线分别与模拟输电线B端的两接线柱相连，从而构成检测电路。通过读取盒内电压表示数、经过计算得知短路处到B端的距离。请你解答如下问题：（1）在图乙所示的检测盒内画出元件连接情况的电路图；（2） 根据你设计的检测电路，推导出AB间距离L与电压表示数U的关系式：（3）进一步研究发现，当电压表的量程为0时，如果短路位置改变，需考虑测量
13、值超电压表量程的可能。于是在检测盒中增加两个单刀双掷开关（符号），通过操作这两个开关来改变电压表的连接，完成检测。请在改进后的检测盒内画出元件连接情况的电路图。【答案】(1) 或(2) (3)【解析】（1）由于A处短路，A处左侧得电路无电流通过，设从B处到A处得距离为L，则输电线路中得电阻为R=2Lr，即L=。将定值电阻R0与输电线路串联，由于电源电压已知，通过电压表可以测量出某个电阻两端电压，根据串联线路电压比等于电阻比得规律，即可计算出输电线路电阻R，进而算出距离L。故电路设计如下图：或（2）根据串联电路电压比等于电阻比得规律得：R=R0，则L=（3）由于存在超出电压表量程得可能，故而为了保护电压表，需要使其可以与一段导线并联；由于存在超出电压表量程得可能，需要能够使电压表在测量输电线路或者定值电阻两端电压之间向互转换，以便测量其中较小得一个，电压表要能够在图1和图2电路之间切换。综上改进电路如下图：14.（2020天津，23）某校师生自制了一台电烘箱电烘箱的电阻丝通过5A的电流时，10min可产生的热量求：(1)这台电烘箱的电功率；(2)电阻丝工作时的电阻【答案】(1)；(2)44【解析】(1)由可得电烘箱的电功率(2)由可得电阻丝工作时的电阻