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1、電學(xué)范圍與極值的計算電學(xué)范圍與極值的計算 一、計算題一、計算題 1在使用共享單車時需要使用手機(jī)掃碼解鎖，若強(qiáng)行開鎖會引發(fā)報警裝置報警。如圖甲所示是報警裝置的控制電路的原理圖，電源電壓為 4V，R0為定值電阻，R 為壓敏電阻，其阻值與所受壓力 F 的大小的關(guān)系如圖乙所示，在的范圍內(nèi)，RF 圖像可看作直線，當(dāng) F0N 時，控制電路中的電流為 0.25A；當(dāng)控制電路中的電流大于或等于 0.4A 時，報警裝置會報警。求： （1）定值電阻 R0的阻值是多少； （2）當(dāng) F16N 時，定值電阻的電功率是多少； （3）壓敏電阻的電功率最大是多少（計算結(jié)果保留兩位小數(shù)）？ 2在如圖所示的電路中，電阻 R1的阻

2、值為 10 ，滑動變阻器 R2標(biāo)有“50 2 A”字樣，電流表的量程選擇“03 A”。只閉合開關(guān) S1，電流表的示數(shù)為 0.8 A；再閉合 S2，電流表的示數(shù)為 1.2 A。求： （1）電源電壓； （2）電阻 R2接入電路的阻值； （3）該電路的最大電功率。 3如圖所示電路，電源電壓保持 12 V 不變，燈泡 L 的電阻為 50 ，電流表的量程為 00.6 A，電壓表的量程為 03 V。求： （不考慮溫度對燈絲電阻的影響） （1）當(dāng) S1、S2閉合時，通過燈泡 L 的電流； （2）只閉合開關(guān) S1，將滑動變阻器滑片 P 移動到中點時，電流表示數(shù)為 0.2 A，則電壓表的示數(shù)； （3）在保證電路

3、安全的條件下，電路消耗的最小功率。 4如圖所示，電源電壓為 9V 保持不變，小燈泡標(biāo)有“6V 3W”，其電阻不隨溫度變化，滑動變阻器的最大阻值為 24，電流表的量程為 03A當(dāng)開關(guān) S1、S2斷開，S3閉合時，小燈泡恰能正常發(fā)光。求： （1）R1的阻值為多少？ （2）當(dāng)開關(guān) S1、S2、S3都閉合時，要保護(hù)電路各元件安全，R2的最小阻值是多少？ （3）分析開關(guān)和滑動變阻器的各種變化情況，這個電路工作時消耗的最小功率是多少？ 5如圖所示，滑動變阻器上標(biāo)有“50 1A”字樣，電源電壓為 18V，當(dāng)開關(guān) S 閉合后，電流表的示數(shù)為 0.5A，電壓表的示數(shù)為 5V，求： （1）電阻 R1的阻值； （2

4、）滑動變阻器在電路中的阻值； （3）若電流表量程為 00.6A，電壓表的量程為 015V，則滑動變阻器接入電路中的有效阻值不能小于多少？ 6如圖甲所示，L 上標(biāo)有“6V 3W”字樣，電流表量程為 00.6A，電壓表量程為 015V，變阻器 R的最大電阻為 160，只閉合 S1，滑片置于 a 點時，變阻器連入電路中的電阻為 Ra，電流表示數(shù)為0.3A，只閉合 S2，移動滑片，變阻器兩端電壓與其連入電路的電阻關(guān)系如圖乙所示；當(dāng)滑片置于 b點時變阻器 R 的阻值為 16，電壓表示數(shù) Ub=8V，電流表示數(shù)為 Ib，已知 RaR0 =125。 （燈絲電阻不隨溫度變化）求： （1）小燈泡的電阻； （2）

5、定值電阻 R0和電源電壓； （提示：分別對兩種狀態(tài)列方程，解方程組求解） （3）只閉合 S2時，電路消耗的最小功率。 7為培養(yǎng)同學(xué)們的探究能力，某校組織科技社團(tuán)的同學(xué)們對小燈泡的亮暗進(jìn)行研究，現(xiàn)取“6V 6W”和“6V 3W”的小燈泡 L1和 L2各一個，標(biāo)有“50 1A”字樣的滑動變阻器一個，量程為 00.6A 的電流表和量程為 03V 的電壓表各一個，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪制出了兩燈中電流與其兩端電壓變化關(guān)系的圖象，如圖甲所示，求 （1）小燈泡 L2的額定電流； （2）將兩燈并聯(lián)接在電壓為 6V 的電源兩端，10s 內(nèi)電路消耗的電能； （3）將小燈泡 L2與滑動變阻器 R 串聯(lián)接在電壓為 12V

6、 的電源兩端，如圖乙所示，閉合開關(guān) S，調(diào)節(jié)滑動變阻器，為了保證電路元件安全，求滑動變阻器允許接入電路的最小阻值。 8圖甲是某家用電熨斗。電路原理如圖乙，R1、R2為發(fā)熱體，R1的阻值為 110，且 R12，通過S1、S2實現(xiàn)溫度控制。電源電壓為電熨斗的額定電壓 220V，電熨斗消耗的最大功率（高溫檔）為660W。求： （1）只閉合 S1，求通過 R1的電流； （2）只閉合 S2，求 R2在 60s 內(nèi)產(chǎn)生的熱量； （3）為適應(yīng)更多衣料，需要電熨斗的功率可在原低溫?fù)豕β实?25%100%之間變化，現(xiàn)再給你一個滑動變阻器，請你按要求改裝電路，并畫出改裝后的電路圖； （4）上述改裝電路所需的滑動變

7、阻器最大阻值至少為多少 ？ 9如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，R1=15，R2=10。只閉合 S1時，電流表示數(shù)為 0.4A，求： （1）電源電壓； （2）只閉合 S2時，通電 10s 電流通過 R2產(chǎn)生的熱量； （3）整個電路消耗的最大電功率。 10如圖甲是某學(xué)生社團(tuán)所使用的迷你電烙鐵，銘牌標(biāo)有“12V 12W”。社團(tuán)小組對其改進(jìn)，使電烙鐵溫度可調(diào)，圖乙為小組設(shè)計的電路簡圖。閉合開關(guān)，當(dāng)滑動變阻器（銘牌標(biāo)有“18 2A”）接入電路的電阻為 6 時，電烙鐵剛好正常工作，不考慮溫度對電阻的影響，求： （1）當(dāng)電烙鐵正常工作時，通過電烙鐵的電流和電烙鐵的電阻； （2）該電路兩端電源電壓； （3

8、）該電路中電烙鐵的最小實際功率。 11如圖所示電路中定值電阻 R110，R2為滑動變阻器，電源電壓保持不變。閉合開關(guān)，當(dāng)滑片P 在 a 端時，電流表示數(shù)為 0.3A?；?P 在 b 端時電壓表的示數(shù)為 2V。求： （1）電源電壓； （2）滑動變阻器 R2的最大阻值； （3）整個電路的最小電功率。 12如圖甲所示，電源電壓 6V，閉合開關(guān) S，滑動變阻器滑片 P 從最上端滑至最下端的過程中，電流表示數(shù) I 與滑動變阻器接入電路的阻值 R 之間的關(guān)系如乙圖所示。求： （1）R0的阻值； （2）圖乙中坐標(biāo)值的值； （3）電路消耗的最小電功率。 13在圖（a）所示的電路中，電源電壓為 6 伏且保持不

9、變，其中 R2的阻值為 15 歐，閉合開關(guān) S，電流表示數(shù)如圖（b）所示。 求 R2兩端的電壓。 求 R1的阻值。 各電表量程不變，現(xiàn)用變阻器 R0替換電阻 R1、R2中的一個后，閉合開關(guān) S，在確保電路中各元件正常工作的前提下，移動變阻器滑片，電壓表示數(shù)的最大變化量為 4 伏。請判斷變阻器 R0替換的電阻，并求出 R0的最大阻值。 14如圖甲所示為一個超聲波加濕器，如圖乙所示為其內(nèi)部濕度監(jiān)測裝置的簡化電路圖。已知電源電壓為 12V，定值電阻 R0的阻值為 30，電壓表的量程為 09V。濕敏電阻 R 的阻值隨濕度 RH變化的關(guān)系圖像如圖丙所示。則在電路安全工作的前提下，請計算出： （1）當(dāng)電流

10、表的示數(shù)為 0.2A 時，R 接入電路中的阻值； （2）當(dāng)電壓表示數(shù)為 9V 時，通過 R0的電流； （3）裝置能監(jiān)測濕度 RH最大值。 15如圖所示，電源電壓 U 不變，燈 L 上標(biāo)有“12V 12W”，忽略溫度對燈絲電阻的影響。當(dāng)閉合開關(guān) S、斷開 S1、S2，將滑動變阻器 R 的滑片 P 從 b 端滑到某一位置時，燈 L 恰好正常發(fā)光。此過程滑動變阻器 R 接入電路的電阻減小了 6，電流表示數(shù)變化 0.2A。保持滑動變阻器滑片 P 的位置不變，閉合開關(guān) S1、S2，電流表示數(shù)與燈 L 正常發(fā)光時比較又變化了 2A。求： （1）電源電壓 U； （2）電阻 R0的阻值； （3）當(dāng)三個開關(guān) S

11、、S1、S2都閉合時，且保證電路安全的情況下，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片 P 的位置，電路消耗總功率的最小值。 16如圖所示電路，電源電壓保持不變，已知定值電阻 R2的阻值為 10 滑動變阻器 R3上標(biāo)有“30 1A”字樣。當(dāng)滑動變阻器 R3的滑片 調(diào)到最左端，閉合開關(guān) S1、S2時，電壓表的示數(shù)為 3V，電流表的示數(shù)為 0.5A。求： （1）定值電阻 R1的阻值是多少？ （2）只閉合開關(guān) S1，滑動變阻器 R3的滑片 調(diào)到最右端時，電壓表的示數(shù)是多少？ （3）只閉合開關(guān) S2，電路中最大電流是多少？ 17如圖甲所示，是小喬同學(xué)從廢棄的電熱器上拆下的加熱部件，該部件由阻值不變的兩根電阻絲R1、R2構(gòu)成

12、，小喬設(shè)計了圖乙的電路對該部件進(jìn)行檢測，其中 R0=22，M、N 為接線柱。 （1）用導(dǎo)線把 M 和 N 連接，只閉合開關(guān) S1，電流表示數(shù)為 1A，求電源電壓； （2）把 M 接 A，N 接 B，只閉合開關(guān) S1，電流表示數(shù)為 0.5A，求 R1的阻值； （3）用導(dǎo)線把 B 和 C 連接，然后將 M 接 A，N 接 B，閉合開關(guān) S1和 S2，電流表示數(shù)為 1.5A；檢測結(jié)束后，小喬利用該部件重新組裝一個加熱器，求新加熱器接入 220V 電路中能達(dá)到的最大電功率。 18在如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，滑動變阻器 R2上標(biāo)有“1A”字樣。 （1）若閉合開關(guān) S，電壓表 V 示數(shù)為 3V，

13、通過電阻 R1的電流為 0.6A，求： 電阻 R1的阻值； 10 秒內(nèi)電流通過 R1所做的電功 W1； （2）若滑動變阻器 R2的最大電阻值是定值電阻 R1阻值的 2 倍，當(dāng)電源電壓為 9V 時，通過移動滑片能使電壓表 V 示數(shù)的最大變化量為 ；當(dāng)電源電壓改為 12V 時，通過移動滑片能使電壓表V 示數(shù)的最大變化量仍然為 。請通過計算說明滑動變阻器 R2的最大電阻值。 19如圖所示的電路，R2的阻值為 20 歐，滑動變阻器 R1上標(biāo)有“2A”字樣，兩電流表量程均為03A。閉合開關(guān) S，電流表 A1、A 的示數(shù)分別為 0.8A、1.2A。 （1）求 R2兩端電壓 U2。 （2）更換電源，用 10

14、 和 30 的定值電阻先后替換 R2，閉合開關(guān) S，在電路安全工作的情況下，移動滑片 P，某個電流表示數(shù)的最大變化量分別為 0.8A 和 1.6A，其中一次變阻器的電流達(dá)不到2A。 （a）試分析變阻器的電流達(dá)不到 2A 的原因。 （b）求變阻器的最大阻值 R1max。 20在圖所示的電路中，電源電壓為 12 伏不變，電阻 R1的阻值為 10 歐，滑動變阻器 R2上僅有“1A”字樣清晰可見，閉合開關(guān) S，通過 R1的電流為 0.5 安。 （1）求 R1兩端的電壓 U1； （2）通電 10 秒鐘，電流通過滑動變阻器 R2所做的功 W2； （3）在保證電路安全的情況下，移動滑動變阻器的滑片 P，R1

15、兩端電壓的變化量U 最大為 6伏。請計算滑動變阻器 R2接入電路的阻值范圍。 21如圖所示，電源電壓不變，定值電阻 R0=30，電流表量程為 03A，小燈泡 L 標(biāo)有“6V 3W”字樣（不考慮溫度對燈絲電阻的影響） 。當(dāng)開關(guān) S 閉合，S1、S2斷開，滑動變阻器的滑片 P 從 b 端滑動到某一位置時，滑動變阻器接入電路中的阻值減小了 24，電流表示數(shù)變化了 0.2A，此時小燈泡恰好正常發(fā)光。求： （1）小燈泡正常工作 5min 消耗的電能； （2）電源電壓； （3）當(dāng)開關(guān) S、S1、S2都閉合時，在保證電路安全的前提下，滑動變阻器 R 的功率變化范圍。 22如圖甲所示，電源電壓是 5V 且保持

16、不變，電流表的量程為 0-3A，電壓表的量程為 0-3V，小燈泡的 L 的額定電壓為 3V，圖乙是其 I-U 圖象，滑動變阻器 R1的最大阻值為 20，定值電阻R2=20。求： （1）小燈泡的額定功率； （2）只斷開 S3，其他開關(guān)都閉合，R1的滑片位于中點時，電流表示數(shù)為多少？ （3）當(dāng) S、S3閉合，S1、S2斷開，為了保證電路的安全，滑動變阻器的阻值變化范圍是多少？ 23如圖，電源電電壓不變，定值電阻 R1=6，電流表的量程為 00.6A，電壓表的量程為 03V，滑動變阻器 R2的規(guī)格為“40 1A”，閉合開關(guān)后，當(dāng)滑片 P 置于 M 點時，電流表示數(shù)為 0.3A，當(dāng)滑片P 置于 N 點時，電流表示數(shù)變化了 0.1A，且滑動變阻器連入電路中的阻值 （1）求定值電阻 R1前后兩次電功率之比； （2）求電源電壓； （3）在不損壞元件的情況下，求出滑動變阻器的取值范圍 24在圖示的電路中，電源電壓為 30V，電阻 R30，滑動變阻器的最大阻值為 50 （1）滑動變阻器的滑片 P 由 a 端滑到 b 端的過程，電壓表的最大讀數(shù)是多少？ （2）若改用電壓表的量程為 015V，要使它接在電路