竞赛培优资料-电学综合(无答案).doc

六、电学综合
一、考查要点：
1、混联电路的认识，电流、电压、电阻、电功率的变化及计算；
2、电阻的特殊计算方法；
3、电与其它知道的综合。
二、经典例题：
例1：如图所示，正四面体ABCD金属丝框架，接在直流电源上，电流从A点进，B点出，四面体各棱的电阻相同，都为R。则A、B两点之间的阻值为 ；若将A、B、C、D各点之间的棱任意拆去一个，则A、B两点之间的最大阻值为 。

例2：上图是某电热器内部的电路结构图，R1、R2为加热电阻丝(R1 >R2)。下列是电阻丝的四种连接方式，可使电热器提供不同的发热功率，其中说法正确的 ( )
A.甲的连接方式发热功率最小 B.乙的连接方式发热功率最大
C.丙的连接方式发热功率最小 D.丁的连接方式发热功率最大
例3： 在如图所示的电路中， R1、R2、R3均为定值电阻，R1的阻值小于滑动变阻器R0的最大阻值，闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P由滑动变阻器的右端向左端滑动的过程中，下列叙述中正确的是 ( )
A.V1的示数先变小后变大，V2的示数先变大后变小
B.A1的示数不断减小，A2的示数不断变大
C.R1消耗的电功率先变小后变大
D.R3消耗的电功率先变小后变大
三、课堂练习
1、在学校创新比赛中，小亮同学设计了一个多挡位的电热水器。图10甲所示是他设计的电热水器的工作电路图. R1和R2两根电热丝。他设计的旋转开关如|图 10乙所示，旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的边缘依次有共10个金属触点(在图乙中用"0"表示， "0"中标有1、2、3、4编号，编号相同的触点用导线连接〉。可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将相邻的触点连接。例如，图10乙中，旋钮上的箭头指向图中位置D.此时，金属滑片将1、2两触点接通，同时另一端也将3、4 两触点接通。当旋钮上的箭头指向A、B、c、D不同位置时，可以实现四档电热功率。他设计的四档加热功率如下表所示2：

1）如果要实现旋转开关沿某个方向转动时，加热功率依次递减或递增，通过计算。
分析说明电热丝R1和R2的阻值应该分别为多大?旋钮上的箭头指向A、B、C、D不同位置时，分别对应哪一挡加热功率？
2）小亮根据计算结果，借助电池组、电压表和电流表分别截取了电阻大小符合要求约两根电热丝，并按电路图连接好。经检查无误后，小亮将电热器接入家庭电路，同时借助电能表和手表测量电热器在不同档位工作时实际消耗的电功率，结果发现每一档的实际功率均小于按照电热丝电阻值计算的结果，测量后发现电源也压为220V。请简单解释产生这种偏差的原因。
3）使用中他发现水温开始升高较快，后来水温升高越来越慢，最后甚至会保持某个温度不再升高，此时水并没有沸腾。并且选择加热档位功率越小，水能够达到的最高温度越低，这是为什么？

2、某同学利用以下实验器材测量一个输出电压恒定，但是数值未知的电源。实验器材有：两个电阻箱R1和R2、一个理想的最大测量值为50μA的直流电流表G（电流表上只有0刻度和最大刻度）、一个电流表保护电阻Rg（阻值未知）、一个电键、若干导线。他设计了如下电路图，进行了如下操作。请在横线处填写必要的文字或数据，使整个实验操作过程完整、正确。
第一步操作：先不接电阻箱A＿＿＿＿＿（选填“R1”或“R2)，其它元件按如图接上。合上电键S，调节另一电阻箱B的阻值，让电流表的指针指在＿＿＿＿＿_（选填“O刻度”或“最大刻度”)，记下此时电阻箱B的示数为27200欧。
第二步操作：断开电键S，接入电阻箱A，并将其阻值调为＿＿＿＿＿_（选填“O”或“最大”)，同时将电阻箱B的阻值减半，然后合上电键S，逐步＿＿＿＿＿_（选填：“增大”或“减小”）电阻箱＿＿＿＿（选填：“A”或“B”）的阻值，使电流表的指针指在＿＿＿＿（选填”0刻度”或”最大刻度”）位置，记下此时电阻箱的示数为3160欧。
根据以上测得值，可以推算出Rg的阻值为＿＿＿＿＿欧；被测电源的电压为＿＿＿＿伏。（结果请保留小数点后两位）
3、在如图所示的电路中，电源电压U保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P从变阻器当中某位置滑到最右端的过程中，R2的电功率有可能（ ）
A. 始终变小
B. 始终变大
C. 先变小，后变大
D. 先变大，后变小
4、在如图所示的电路中，R0、R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合电键S当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数的变化量分别用△I、△U1、△U2和△U3表示，则在滑片P向下滑动的过程中（ ）
A. U1/I不变，△U1/△I不变
B. U2= U1+ U3
C. △U3/I不变，△U3/△I不变
D. |△U2|=|△U1|+|△U3|

5、在如图所示的电路中，电源的输出电压恒定不变，现将一个灯泡L拉在离电源很近的A、B两点时，灯泡L的功率为25瓦，若将灯泡L接在离电源较远的C、D两点时，灯泡L的功率为16瓦。则此时输电导线AC、BD共同消耗的功率为（ ）
A. 1瓦 B. 2瓦 C. 4瓦 D. 9瓦
6、某商场安装了一台倾角为30°的自动扶梯，该扶梯在电压为380伏的电动机带动下以0.4/秒的恒定速度向斜上方移动，电动机的最大输出功率为4.9千瓦。不载人时测得电动机的电流为5安，若载人时扶梯的移动速度和不载人时相同，则这台自动扶梯可同时乘载的人数最多为（设人的平均质量为60千克）（ ）
A. 25人 B. 20人 C. 14人 D. 12人
7、甲、乙、丙三只灯泡，按如图所示连接时恰好都能正常发光。当甲灯由于接触不良而熄灭时，则以下可能发生的是（ ）
A. 乙、丙灯立即变得更亮
B. 乙灯烧毁，丙灯不亮
C. 丙灯烧毁，乙灯不亮
D. 乙灯变得更暗，丙灯变得更亮

8、在如图所示的电路中，电阻R2<R1，若保持电路的总电流不变，那么为了使通过R1的电流稍增大一点，可采用的措施是（ ）
A. 与R2并联一个比R2小得多的电阻 B. 与R2并联一个比R2大得多的电阻
C. 与R2串联一个比R2小得多的电阻 D. 与R2串联一个比R2大得多的电阻
9、把带正电的物体A靠近一个原来不带电的验电器的金属小球，这时用手去触摸金属小球(人体是通大地的导体)，然后移开手则 ( )
A. 金属小球和金属箔都不带电 B. 金属小球和金属箔都带负电
C. 金属小球带负电，金属箔带正电 D. 金属小球带负电，金属箔不带电
10、某灯泡直接连在电压不变的电源两端，灯泡的电功率为16瓦，现通过长导线将该灯泡连接到原来的电源上，灯泡的电功率为9瓦，若灯泡的电阻不变，则长导线消耗的电功率为 ( )
A.7瓦 B.5瓦 C.3瓦 D.1瓦
11、在如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1=0.6欧移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为2安时，滑动变阻器的电功率为3.6瓦，当电流表的示数为3安时，滑动变阻器的电功率为 ( )
A.1.2瓦 B.2.4瓦 C.3.6瓦 D.4.8瓦

12、在图（a）所示的电路中，电源电压保持不变，R1、R2为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合电键S，将滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中，电压表V1、V2的示数随电流表A示数变化的完整图线如图(b)中1、2图线所示，在图(c)中能正确反映该过程的电压表V3随电流表A示数变化的完整图线是 ( )

13、相等的三个电阻R和R1、R2、R3组成如图所示的电路，且R1=R2=R3，若电阻R1两端的电压为20伏，电阻R3两端的电压为4伏，则电阻R2两端的电压为 ( )
A.6伏 B.8伏 C.10伏 D.12伏

14、在如图所示的电路中，电流表A1和A2的示数分别为0.3安和0.4安，若将电路中的某两个电阻的位置互换，电流表A1和A2的示数却不变，则电流表A的示数可能为 ( )
A.0.45安 B.0.50安 C.0.55安 D.0.60安

15、在如图所示的电路中，V1、V2、V3是三个完全相同的电压表，R1、R2是两个定值电阻，若电压表V1、V2的示数分别为3伏和1伏，则A、B之间的电压可能为 ( )
A.7伏 B. 6伏 C.5伏 D.4伏
16、如图所示，六个电阻完全相同，阻值都是R，将电压为U的电源接在C、D两点之间，则BC两点间电阻R4的功率为 若将电源接在线路中的A、C两点，则 R5 （选填“R1”；“R2”；“R3”；“R4”；“R5”；“R6”；所有电阻）中无电流流过．
17、在电视节目中我们经常会看到“特斯拉线圈”的表演，表演者通过变压器与电磁振荡制造出人工闪电。在表演时，表演者与“特斯拉线圈”之间会放出美妙的电火花，对此，你认为对人体不会造成危害的原因是 ( )
A.“特斯拉线圈”产生的电火花电压很低，电流很小
B. 表演者穿的防护服是绝缘的，电流并没有流经防护服
C. 人体的电阻很小，“特斯拉线圈”产生的电流经人体导入地面
D. 表演者穿的防护服里有很多金属丝，电流都眼防护服流过
18、在如图所示的电路中，当电键S闭合后，电压表有示数，调节可变电阻R的阻值，电压表的示数增大了△U则（ ）
A．可变电阻R被调到较小的阻值 B．电阻R2两端的电压减小，减小量等于△U
C．通过电阻R2的电流减小，减小量小于△U/ R2 D．通过电阻R2的电流减小，减小量等于△U/ R1

19、如图所示的电路中，电源电压E=6伏，R=2欧；S为电键；其他8个电阻一个未知，设为Rx。剩下的7个电阻的阻值均为1欧。若闭合电键S以后，电源的输出功率为12瓦，则Rx的阻值为多少？通过Rx中的电流为多少？
20、在如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S，当滑片P置于滑动变阻器的中点时，电压表的示数为4伏；当滑片置于滑动变阻器的b端时，电压表的示数变化了2伏，此后15秒内定值电阻R1产生的热量为60焦。下列结果正确的是 （ ）
A．电源电压为10伏 B．R1的阻值为18欧
C．滑动变阻器R的最大阻值为9欧 D．R1先后两次消耗的电功率之比4:3
21、一个用半导体材料制成的电阻D，其电流I随它两端电压U的关系如图（a）所示，如果它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端，三个用电器消耗的电功率均为P。现将它们连接为如图（b）所示的电路，再接在该电源的两端，设电阻D和电阻R1、R2消耗的电功率分别 是PD、P1、P2，下列判断中错误的是（ ）
A．P1>P2
B．P1>4PD
C．PD<P2
D．P1<4P2

22、在如图所示的电路中，电源电压保持不变，此时三个灯泡的亮度相同。将滑动变阻器的滑片P向右稍微移动一小段，关于三个灯泡亮度之间关系的判断，正确的是 （ ）
A．丙灯最亮，乙灯最暗 B．丙灯最亮，甲灯最暗
C．乙灯最亮，甲灯最暗 D．乙灯最亮，丙灯最暗

23、2n+1个阻值均为R的电阻通过导线首尾连成一圆环，相邻的两个电阻之间均可引出一接线柱，从而构成一变阻器，则利用该变阻器可获得不同阻值的个数为 ________个； 最大阻值为_________。
24、如图所示，均匀圆环电阻R0=8欧，电压恒定为6伏，定值电阻R=1欧。导电滑臂OA的电阻不计，可以在圆环上无摩擦地滑动。圆环可以产生的最大电功率为_________瓦；电源可以产生的最小电功率为_________瓦。
25、如图24-13所示，额定电压为110伏的A、B两盏电灯，额定功率分别为100瓦和25瓦。把它们接到220伏的电路上，欲使它们都能正常发光且电路消耗的电能最少，正确的电路是

26、在图24-14所示的电路中，电源电压保持不变。下列关于电路故障的判断，正确的是（ ）
A．若R1断路，电流表示数变小，电压表示数为零。
B．若R2断路，电流表示数变小，电压表示数变大。
C．若R3断路，电流表示数为零，一电压表示数变小。
D．若R4短路，电流表示数变小，电压表示数变大。
27、图24-16为复杂电路的一部分，电阻Rl、R2、R3的阻值之比为1:2:3，通过这三个电阻的电流之比为4:1:2。则电流表A1、Az的示数之比为 ( )
A. 1:1。
B. 2:1。
C. 3:1。
D. 4:1。
28、将某灯泡接到电压不变的电源两端，灯泡的电功率为40瓦。如果将灯泡和某电阻R串联后再接到上述电源的两端，电阻的电功率为3.6瓦，不考虑灯泡的电阻随温度而发生变化，且灯泡的电阻小于R，则此时灯泡的电功率为 ( )
A．14.4瓦。 B．32.4瓦。 C．0.4瓦。 D．0.9瓦。
29、在图(a)所示的电阻网络中，每一个电阻的阻值为R。某同学用如图(b)所示的装置去测量网络中任意两节点之间的电流。设电源的电压恒为E，则最大电流为__________，最小电流为_________。

30、在图4所示的电路中，电源电压保持不变 当闭合电键S后，将滑动变阻器的滑片向左滑动时 ( )
(A)灯L1、L3 变亮，灯 L2变暗
(B)灯L1、L2 变亮，灯L3变暗
(C)灯L2、L3变亮，灯L1变暗
(D)灯L1、L2 、L3 都变亮

31、在图7所示的电路中，电表1、 2、 3分别是电流表或电压表。电阻RI和R并联，则下列关于电表类型的判断中正确的是（ ）
(A)电表 1是电压表，电表2、 3是电流表 (B)电表2是电压表，电表1、 3是电流表
(C)三个电表都是电流表 (D)三个电表都是电压表
32、 如图22 (a)所示是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图。其中S为一激光源，R1为光敏电阻 (有光照射时，阻值较小；无光照射时，阻值较大)， R2为定值保护电阻，a、 b间接一“示波器”(示波器的接入不影响电路)。光敏电阻两端的电压随时间变化的图象，可由示波器显示出来。水平传送带匀速前进，每当产品从传送带上通过S与R1之间时，射向光敏电阻的光线会被产品挡住，示波器显示的电压随时间变化的图象如图22 (b)所示。已知计数器电路的电源电压恒为6伏，保护电阻R2的阻值为20欧，则光敏电阻在有光照和光被挡住两种状态下的电阻值之比为 ；光敏电阻在 1 小时内消耗的电能为 焦。

33、 在图23 (a)所示的电路中，电源电压保持不变， R1为定值电阻， R2为滑动变阻器。闭合电健S，调节滑动变阻器，将滑动变阻器的滑动触头P从最左端滑到最右端，两电压表的示数随电路中电流变化的完整过程困线如图23 (b)所示。则图线(填“甲”或“乙”)是电压表V2示数随电流变化的图线。滑动变阻器的最大阻值为 欧，如果将定值电阻R1阻值换为20欧，同样将滑动变阻器的滑动触头P从最左端滑到最右端。请在图23 (c)中画出两电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线。

34、在如图所示的电路中，可以通过调整变阻器R和R'，使通过电阻R1和R2的电流达到规定的值I1和I2，并由电流表指示出其电流值。正确操作的步骤是：
①电路接通前，变阻器R的滑片应放在（选填：“A”或“B”）端，变阻器R' 的滑片应放在_____（选填：“a”或“b”）端；
②电路接通后，先调节电阻_______（选填：“R”或“R'”），使电流表A1和电流表A2的示数比值为I1/I2，再调节_________（选填：“R”或“R'”），使电流表_______(选填：“Al”或“A2”）的示数达到____ （选填：“I1”或“I2”）。

35、如图11甲所示为某型号汽车的自动测定油箱内油量的电路原理图，其中电源两端的电压恒为24V， Ro为定值电阻，A为油盘指示表(一只量程为0-0.6 A的电流表)， Rx为压敏电阻，它的上表面受力面积为10dm2，其阻值与所受压力的对应关系如图11乙所示，油箱的上下两部分皆为长方体形状，下半部分的横截面积为20dm2，高为2dm，上半部分的横截面积为10dm2，油箱加满油时油的总体积为60dm3•当油箱装满油时，油量指示表的示数如图11丙所示。已知:ρ汽油=0.7x103 kg/m3，取g=10N/kg。
l.当油箱内汽油用完时，油量指示表的指针指向某一位置，求此位置所对应的电流值是多少？:
2若汽车在高速公路匀速行驶400km，油量表由满刻度指向满刻度的1/4位置，求该汽车每行驶100km消耗汽油多少升:
3.在上面第(2)问所述的行驶过程中发现，油量表的示数在开始运动的一段时间内变化较快，而后来一段时间内变化较慢，请解释其中的原因。

36、如同12甲所示，冰冻是造成高山地区冬季输配电线路倒塔(杆}断线的重要原因。为了避免这类事故的发生，一方面电力工人要及时对输电线路进行除冰作业，另一方面要加强输电线的抗拉能力。一般高压输电线每一根都是由一股位于中间的钢质线芯和六股相同粗细的铝质线芯绞在一起组成的，其横截面如图12乙所示。这种输电线通常被称为钢芯铝绞线(代号LGJ)。已知该钢芯铝绞线所能承受的最大安全拉力为其正常工作作情况下拉力的5倍。下表是该种钢芯铝绞线的相关技术数据。

1.该电力线路采用钢芯铝绞线而不采用与之同样结构尺寸的铝绞线，其主要目的是什么?
2.输电线路结冰后，输电线(连同上面的冰)变粗、变重。为了保证输电线路的 安全，防止输电线被拉断，在冰冻的钢芯铝绞线(连同上面的冰，其横截面可以看作圆)的直径D增大到一定值时就必须进行除冰作业，试估算需要进行除冰作业时冰冻的钢芯铝绞线的直径D.

)
3.有一种输电线路除冰作业的方法叫"短路熔冰"。所谓"短路熔冰"就是在短时间 内，输电线不经过用电器而直接接通，输电线中通过比平时大许多的电流，利用导线本身发热熔冰以完成除冰作业的方法。短路熔冰时，若一根这种钢芯铝绞线每米的发热功率为200W，则短路熔冰时通过一根钢芯铝绞线的电流大约是多大?(取)