恒定电流-第一单元串并联电路焦耳定律及逻辑电路

串并联电路焦耳定律及逻辑电路要点一串联电路和并联电路即学即用1.某实验小组用三只相同的小灯泡连接成如图所示的电路,研究串并联电路的特点.实验中观察到的现象是（）A.K2断开,K1与a连接,三只灯泡都熄灭B.K2断开,K1与b连接,三只灯泡亮度相同C.K2闭合,K1与a连接,三只灯泡都发光,L1、L2亮度相同D.K2闭合,K1与b连接,三只灯泡都发光,L3的亮度小于L2的亮度答案D要点二焦耳定律即学即用2.有一直流电动机,把它接入0.2V电压的电路中,电动机不转,测得流过电动机的电流是0.4A;若把电动机接入2.0V电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是1.0A.求电动机正常工作时的输出功率多大？如果在电动机正常工作时,转子突然被卡住,电动机的发热功率是多大？答案1.5W8W题型1恒定电路中电势的确定方法【例1】如图所示的电路中,R1=3kΩ,R2=2kΩ,R3=1.5kΩ,R4=1kΩ,R5=2kΩ,b处接地,干路电流I=9mA.（1）当S断开时,c、d处电势各为多少?（2）当S闭合时,通过R1的电流I1=4mA,干路电流I不变,则通过R2、R3、R4的电流各为多少?c点的电势为多少?答案（1）-4.5V-9.0V（2）5mA34mA316mA-2V题型2电路故障分析【例2】如图所示,电源电动势为6V,当开关接通时,灯泡L1和L2都不亮,用电压表测得各部分电压是Uad=0,Ucd=6V,Uab=6V,由此可以断定（）A.L1和L2的灯丝都断了B.L1的灯丝断了C.L2的灯丝断了D.变阻器R断路答案C题型3有关电功、电功率的综合问题【例3】一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表质量为M=70kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶,所受阻力f恒为车和人总重的k倍,k=0.02.取g=10m/s2,求:（1）此车永磁毂电机在额定电压下正常工作的效率.（2）仅在永磁毂电机以额定功率提供动力的情况下,人骑车行驶的最大速度.（3）仅在永磁毂电机以额定功率提供动力的情况下,当车速为v1=1.0m/s时,人骑车的最大加速度.答案（1）85.7%（2）6.0m/s（3）1.0m/s2题型4生活物理【例4】淋浴用水的流速约为10L/min,合适的水温约为50℃.用水的时间约为4min.电热淋浴器有两种设计,一种是淋浴时电流直接对流动的水加热;另一种则备有水箱,待水箱中的水温升至合适的温度后再淋浴,加热前的水温以20℃计.（1）请根据上面提供的数据说明上述两种方案中的哪一种设计不适合大多数家庭的供电电路.（2）如果水箱中的水恰好够一个人淋浴用,供电电路允许的电流最大为10A,电加热的效率为80%,这种条件下把水箱中的水加热到50℃最少需要多长时间?答案已知流速v=10L/min=1.67×10-4m3/s,ΔT=30℃,用水时间t=4min=240s,水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）,水的密度ρ=1.0×103kg/m3.（1）一定时间Δt内,电流的焦耳热Q1=IUΔt这段时间内水温上升Δt所需的热量Q2=c（ρvΔt）ΔT假设焦耳热全部用来使水温升高,则有Q1=Q2解以上各式可得:I=UTcv=96A如果考虑到热量散失,实际电流会比这个数值更大,目前家庭电路所能承载的最大电流很少有超过10A的,所以第一种设计不适合家庭用电.（2）47.7min1.在如图所示的电路中,电源电压不变.闭合电键K后,灯L1、L2都发光.一段时间后,其中一灯突然熄灭,而电流表、电压表的示数都不变,则产生这一现象的原因可能是（）A.灯L1短路B.灯L2短路C.灯L1断路D.灯L2断路答案C2.高温超导限流器已被公认为是目前最好的且惟一行之有效的短路故障电流限制装置,中国科学院电工研究所完成了一种具有自主知识产权的高温超导限流器样机的研制工作,并于2005年初在湖南进行了并网挂机实验.超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成,如图所示.超导部件有一个超导临界电流IC,当通过限流器的电流IIC时,将造成超导体失超,从超导态（本题认为电阻为零）转变为正常态（本题认为是一个纯电阻）,以此来限制电力系统的故障电流.已知超导部件的正常电阻为R1=3Ω,超导临界电流IC=1.2A,限流电阻R2=6Ω,小灯泡L上标有“6V,6W”,电源电动势E=8V,内阻r=2Ω.原来电路正常工作,现L突然发生短路.则下列说法正确的是（）A.短路前通过R1的电流为32AB.超导部件将由超导态转为正常态C.短路后通过R1的电流为2AD.短路后通过R1的电流为34A答案BD3.逻辑电路的信号有两种状态：一是高电位状态,用“1”表示；一是低电位状态,用“0”表示,关于这里的“1”和“0”,下列说法中正确的是（）A.“1”表示电压为1V,“0”表示电压为0VB.“1”表示电压为大于或等于1V,“0”表示电压一定为0VC.“1”和“0”是逻辑关系的两种可能的取值,不表示具体的数字D.“1”表示该点与电源正极相连,“0”表示该点与电源负极相连答案C4.一辆典型的电动车蓄电池贮存了4.5×107J的有效电能,若车辆自重2t,装有1t的货物,行驶时所要克服的所有阻力是车与货总重的0.02倍,电动车辆总工作效率为80%,试计算这台电动车辆行驶的有效距离最多是多少?（g取10m/s2）.若电动车辆蓄电池的总电动势为24V,工作时的电流强度为20A,工作时能量全部损失在控制电流大小的电阻上及在电池和电动机内转化为内能上,由于机械摩擦的损失忽略不计,则控制电阻、电池和电动机的总内阻是多大?电动车辆能匀速行驶的速度是多大?电动车辆加速行驶的方法是什么?答案60km0.24Ω0.64m/s电动车欲加速行驶,必须从工作电路中减小控制电阻,使工作电流变大,电功率变大,从而增大牵引力,使Ff而产生加速度.1.如图所示的电路中,输入电压U恒为12V,灯泡L标有“6V,12W”字样,电动机线圈的电阻RM=0.50Ω.若灯泡恰能正常发光,以下说法中正确的是（）A.电动机的输入功率是12WB.电动机的输出功率12WC.电动机的热功率是2WD.整个电路消耗的电功率是22W答案AC2.下图所示为四种亮度可调的台灯的电路示意图.它们所用的白炽灯泡相同,且都是“220V,40W”.当灯泡所消耗的电功率都调至20W时,哪种台灯消耗的电功率最小（）答案C3.在如图所示的电路中,电源电压不变.闭合电键K后,灯L1、L2都发光,一段时间后,其中的一盏灯突然变亮,而电压表V1的示数变小,电压表V2的示数变大,则产生这一现象的原因是（）A.灯L1断路B.灯L1短路C.灯L2断路D.灯L2短路答案B4.在如图所示的电路中,电阻R1、R2、R3的阻值均为2Ω,电流表内阻不计,在B、C两点间加上6V的电压时,电流表的读数为（）A.0B.1AC.1.5AD.2A答案B5.如图所示,两只相同的白炽灯泡L1和L2串联后接在电压恒定的电路中.若L1的灯丝断了,经过搭丝后（搭丝后灯泡的电阻减小）仍然与L2串联,重新接入原来的电路中.假设在此过程中,灯丝电阻随温度变化的因素可忽略不计,且每只灯泡两端的电压均未超过其额定电压,则此时每只灯泡所消耗的功率与原来各自的功率相比,有（）A.L1的功率变大B.L1的功率变小C.L2的功率变大D.L2的功率变小答案BC6.如图所示,两个截面不同,长度相等的均匀铜棒接在电路中,两端电压为U,则（）A.通过两棒的电流不相等B.两棒的自由电子定向移动的平均速率不同C.两棒内的电场强度不同,细棒内场强E1大于粗棒内场强E2D.细棒的电压U1大于粗棒的电压U2答案BCD7.把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路,调节变阻器使灯泡正常发光,甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和P乙表示,则下列结论中正确的是（）A.P甲=P乙B.P甲=3P乙C.P乙=3P甲D.P乙3P甲答案B8.夏天空调器正常工作时,制冷状态与送风状态交替运行.一空调器在不同工作状态下电功率随时间变化的关系见右图,此空调器运转1小时用电（）A.1.0度B.1.5度C.2.0度D.2.5度答案B9.有四盏电灯,如图所示连接在电路中,L1和L2都标有“220V,100W”字样,L3和L4都标有“220V,40W”字样,把电路接通后,最暗的是（）A.L1B.L2C.L3D.L4答案C10.额定电压都是110V,额定功率PA=100W,PB=40W的A、B两灯,接在220V的电路中,使电灯均正常发光且消耗的电功率最小的电路是（）答案C11.某商场安装了一台倾角为30°的自动扶梯,该扶梯在电压为380V的电动机带动下以0.4m/s的恒定速率向斜上方移动,电动机的最大输出功率为4.9kW,不载人时测得电动机中的电流为5A,若载人时扶梯的移动速率和不载人时相同,则这台自动扶梯可同时乘载的最多人数为多少？（设人的平均质量为60kg,g取10m/s2）答案25人12.用一个标有“12V,24W”的灯泡做实验,测得灯丝电阻随灯泡两端电压变化关系图象如图所示.求:（1）在正常发光下,灯泡的电功率为多大?（2）设灯丝电阻与绝对温度成正比,室温为300K,求正常发光条件下灯丝的温度.（3）将一定值电阻与灯泡串联后接到20V电压上,要使灯泡能正常发光,串联的电阻为多大?（4）当合上开关后,需要0.5s灯泡才能达到正常亮度,为什么这时电流比开始时小?计算电流的最大值.答案（1）18W（2）2400K（3）5.33Ω（4）刚合上开关灯未正常发光,温度低,电阻小,电流大12A13.有一个用电器的铭牌上标明额定电压为100V,额定功率因字迹不清而无法辨认,该用电器有显示是否处于正常工作状态的装置.给你一个阻值为0～100Ω的滑动变阻器和电压为220V的恒压电源,为使用电器能安全地调节到正常工作状态,应该怎样连线,试把电路图画出来.如果在正确连接的电路中,当用电器正常工作时,通过电源的电流为2.4A,试求用电器消耗的功率和整个电路消耗的功率之比.答案见下图665