初中物理竞赛(电路问题).doc

电路问题1图中四个灯泡的连接方式是 A四灯串联。 B四灯并联。CL2、L3、L4并联，再与L1串联。 DL1、L2、L3并联，再与L4串联。2物理小组制作了一个自动控制器，其中有一个调压电路如图所示，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两端的电压范围是_伏至_伏。3如上图所示，将R1、R2、R3、R4、R5五只阻值不等的电阻并联后接在电源电压为6伏的电路中，若电阻R1的阻值为50欧，R5为10欧，且R1R2R3R4R5当电键闭合后，可判断电流表的示数范围是_4某同学按图所示的电路图连接电路进行实验若图所示的实验器材中，灯、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的滑片移到、三个位置，并记下各电表的示数，表1记录是该同学测得的实验数据过一段时间，这位同学发现灯、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移到、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表示数安表示数安表示数安表示数伏表示数伏10.36 0.484.801.2020.300.404.001.0030.240.323.200.80表2第二次实验测得实验数据实验序号表示数安表示数安表示数安表示数伏表示数伏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序号表示数安表示数安表示数安表示数伏表示数伏71.201.200.962.402.4081.001.000.802.002.0090.750.750.601.501.50根据上述实验数据，回答下列问题：（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，请通过比较，分析，说明实验时灯1、2亮度的变化及原因（3）若该同学在探究灯1、2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1、2亮度的变化及原因5在图所示的电路中，当滑动变阻器的滑片从向滑动的过程中，电压表、示数的变化量的值分别为、，则它们的大小相比较应该是（）因为无具体数据，故无法比较6在图所示的电路中，、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闭合后，、三表示数分别为1，2，3时，灯、正好均正常发光已知灯、的额定功率之比为31，则可判断（）、均为电流表、均为电压表为电流表，、为电压表为电压表，、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，小华设计了如图所示的电路。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，并回答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。）1、思路点拨 在电路中，同一条导线(不论其长短，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，因为这条导线的电阻不计，则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L1、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下图1、案：由图可见， L1、L2、L3、L4四灯泡的连接是L1、L2、L3三灯并联后再与灯L4串联，故本题答案为D2、思路点拨如果电路完好，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R上端时，R获得最大电压为1OV，当滑片P接于R下端时，相当于R与R串联后接于A、B之间，由于RR，故此时R获得最小电压为U/2=5V2、答案:10，0，10，53、思路点拨在图所示的电路中，R2、R3、R4三个电阻的值越大，则整个并联电路的电阻值越大，若R2、R3、R4三个电阻的值越小，则整个并联电路的电阻值越小若让它们取尽可能大的值，它们都只可能接近R1(R150)但必小于R1；若让它们取尽可能小的值，它们都只可能接近R5(R510)但必大于R5 取R2=R3=R4=50，则R1、R2、R3、R4、R5的并联总电阻 R大满足代入数值得：R大=556则电路中的总电流 取R2=R3=R4=10，则R1、R2、R3、R4、R5的并联总电阻 R小满足代入数值可解得：R小2.38则电路中的总电流 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达到的值，故此电路中电流的取值范围应为I大II小3、答案:252AI1.08A4、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则视为短路，据此，将图中的电压表和电流表先行取出，则图的电路等效地变为上图所示的电路，由图可见，R1、L1、R2、L2所在的部分电路实际上就是R1与L1并联、R2与L2并联，再由这两个并联部分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量得的则是电阻R2两端的电压，即上述两并联部分的第二个并联部分的电压，电流表A1与灯L1串联，它量得的是通过灯L1的电流，电流表A3与电阻R2串联，它量得的是通过R2的电流，电流表A2量得的则是整个电路中的总电流将电流表、电压表补画入图中，则得到图所示的电路，显然，这一电路和图仍然是完全等效的4、答案:(1)在图中，以I1、I2、I3分别表示电流表Al、 A2、A3的示数，U1、U2分别表示电压表V1、V2的示数，并且注意到Ll、L2完全相同，则流过灯L2的电流为 而电灯L1处应有 则电流表A2的示数为 以I21、I22、I23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则可得到(2)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，而若是L1被短路，则应有电压表V1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L1、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并联这部分的电阻增大，而R2与 L2并联的部分并未发生变化，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)若该同学在探究灯L1、L2亮度变化及其原因时，测得的各电表示数如表3所示则表3显示的是各组对应的电流表A1和 A2的示数相等，电压表V1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被短路当然熄灭，灯L2则由于得到的电压变为原来灯L1、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左端部分的电阻被短路，滑片P右端部分的电阻与电阻R1并联形成电流的通路，这部分并联部分再和电阻R3和R4依次串联，以U1、U2、U3分别表示这三部分的电压，以U0表示电源的总电压，则应有 U0=U1+U2+U3当滑片P由B向A滑动时，并联部分的电阻减小，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，则U2、 U3随之增大，由于电源总电压不变，则并联部分的电压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、U3之和可见U1的大小应比U2的大小大一些5、答案:B6、思路点拨 若三表均为电流表，则电路短路，两灯均不会正常发光，可见选项A不对 若三表均为电压表，则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 若B为电流表，A、C为电压表，则两灯串联，此时两灯功率之比应为可见选项C不对 若B为电压表，A、C为电流表，则两灯并联，此时两灯功率之比应为这与题述比值相符，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。如果电流计的指针仍向右偏转，说明a、d两只电阻的阻值也相同，则b是那只阻值不同的电阻，且其值偏小。 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a、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 。如果电流计的指针仍向左偏转，说明a、d的阻值相同，则c是那只阻值不同的电阻，且其值偏小。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。- 5 -