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5.(1807,1808)如图甲所示是通过灯泡L和电阻R的电流随电压变化关系的图像,将它们接入如图乙所示的电路中。当只闭合开关S,小灯泡的实际功率为0.8 W,则电源电压为
2
V;再闭合开关$S_1,$电流表的示数为0.6
A,电路消耗的总功率为1.2
W。答案
2；0.6；1.2
解析
当只闭合开关$S$时，电路为灯泡$L$的简单电路，灯泡实际功率$P_{L}=0.8\ W$。由图甲可知，当$U_{L}=2\ V$，$I_{L}=0.4\ A$时，$P_{L}=U_{L}I_{L}=2\ V×0.4\ A=0.8\ W$，故电源电压$U=U_{L}=2\ V$。
再闭合开关$S_{1}$，灯泡$L$与电阻$R$并联，电流表测干路电流。因并联电路各支路电压相等，所以$U_{R}=U=2\ V$。由图甲可知，此时通过$R$的电流$I_{R}=0.2\ A$，通过$L$的电流仍为$I_{L}=0.4\ A$。干路电流$I=I_{L}+I_{R}=0.4\ A+0.2\ A=0.6\ A$，电路消耗的总功率$P=UI=2\ V×0.6\ A=1.2\ W$。
2；0.6；1.2
再闭合开关$S_{1}$，灯泡$L$与电阻$R$并联，电流表测干路电流。因并联电路各支路电压相等，所以$U_{R}=U=2\ V$。由图甲可知，此时通过$R$的电流$I_{R}=0.2\ A$，通过$L$的电流仍为$I_{L}=0.4\ A$。干路电流$I=I_{L}+I_{R}=0.4\ A+0.2\ A=0.6\ A$，电路消耗的总功率$P=UI=2\ V×0.6\ A=1.2\ W$。
2；0.6；1.2
6.(1808)学校开展了防溺水安全教育后,小华组经过合作探究,设计了一种可以戴在手腕上的防溺水定位求救报警器,其简化电路如图甲所示。已知电源电压为6 V,报警器由电压表改装,R₀是定值电阻,Rₚ是压敏电阻,图乙是压敏电阻阻值Rₚ随水深h变化的图像。报警器未浸入水中时,Rₚ的阻值为40 Ω,电流表示数是0.12 A;报警器浸入水下深度h大于等于1 m时,报警器报警,当h为1 m时,R₀两端的电压为1.5 V。通过计算回答:
(1)报警器未浸入水中时,Rₚ两端的电压是多少?
(2)报警器浸入水下深度为1 m时,通过Rₚ的电流是多少?
(3)报警器浸入水下深度为1 m时,Rₚ的电功率是多少?
(1)报警器未浸入水中时,Rₚ两端的电压是多少?
(2)报警器浸入水下深度为1 m时,通过Rₚ的电流是多少?
(3)报警器浸入水下深度为1 m时,Rₚ的电功率是多少?
答案
(1)$4.8\,V$；(2)$0.15\,A$；(3)$0.675\,W$。
解析
(1)报警器未浸入水中时，电路中的电流$I = 0.12\,A$，$R_{P} = 40\,\Omega$，根据$U = IR$，$R_{P}$两端的电压$U_{P}=IR_{P}=0.12\,A×40\,\Omega = 4.8\,V$。
(2)报警器未浸入水中时，电源电压$U = 6\,V$，$R_{P}$两端电压$U_{P} = 4.8\,V$，则$R_{0}$两端电压$U_{0}=U - U_{P}=6\,V-4.8\,V=1.2\,V$，根据$I=\frac{U}{R}$，$R_{0}=\frac{U_{0}}{I}=\frac{1.2\,V}{0.12\,A} = 10\,\Omega$。当$h = 1\,m$时，$R_{0}$两端电压$U_{0}'=1.5\,V$，通过$R_{0}$的电流$I'=\frac{U_{0}'}{R_{0}}=\frac{1.5\,V}{10\,\Omega}=0.15\,A$，因为串联电路电流处处相等，所以通过$R_{P}$的电流$I_{P}=I' = 0.15\,A$。
(3)当$h = 1\,m$时，电源电压$U = 6\,V$，$R_{0}$两端电压$U_{0}' = 1.5\,V$，则$R_{P}$两端电压$U_{P}'=U - U_{0}'=6\,V-1.5\,V=4.5\,V$，通过$R_{P}$的电流$I_{P} = 0.15\,A$，根据$P = UI$，$R_{P}$的电功率$P_{P}=U_{P}'I_{P}=4.5\,V×0.15\,A=0.675\,W$。
7.(1808)图甲是一种电子测温仪,图乙是其内部简化电路图。测温仪探头内有一热敏电阻Rₜ,其阻值随温度变化的关系如图丙所示。R为阻值可调的电阻箱,其最大电阻为200 Ω,允许通过的最大电流为0.3 A。电流表的测量范围为0~0.02 A,电源电压恒为6 V。则:
(1)某次测试时,将电阻箱的阻值调到200 Ω,发现电流表示数为0.01 A,电路的总功率是多少?
(2)此时环境温度是多少?
(3)若环境温度为40°C,为保证电流表安全,电阻箱允许接入电路的最小值是多少?
(1)某次测试时,将电阻箱的阻值调到200 Ω,发现电流表示数为0.01 A,电路的总功率是多少?
(2)此时环境温度是多少?
(3)若环境温度为40°C,为保证电流表安全,电阻箱允许接入电路的最小值是多少?
答案
(1)已知电源电压$U = 6\,V$，电流$I = 0.01\,A$，电路总功率$P=UI=6\,V×0.01\,A=0.06\,W$。
(2)电路总电阻$R_{总}=\frac{U}{I}=\frac{6\,V}{0.01\,A} = 600\,\Omega$，热敏电阻$R_t=R_{总}-R=600\,\Omega - 200\,\Omega=400\,\Omega$。由图丙可知，$R_t = 400\,\Omega$时对应温度$t = 20^\circC$。
(3)由图丙知，$t = 40^\circC$时$R_t = 200\,\Omega$。电流表最大电流$I_{max}=0.02\,A$，此时总电阻$R_{总}'=\frac{U}{I_{max}}=\frac{6\,V}{0.02\,A}=300\,\Omega$，电阻箱最小值$R_{min}=R_{总}'-R_t=300\,\Omega - 200\,\Omega=100\,\Omega$。
(1) $0.06\,W$
(2) $20^\circC$
(3) $100\,\Omega$
(2)电路总电阻$R_{总}=\frac{U}{I}=\frac{6\,V}{0.01\,A} = 600\,\Omega$，热敏电阻$R_t=R_{总}-R=600\,\Omega - 200\,\Omega=400\,\Omega$。由图丙可知，$R_t = 400\,\Omega$时对应温度$t = 20^\circC$。
(3)由图丙知，$t = 40^\circC$时$R_t = 200\,\Omega$。电流表最大电流$I_{max}=0.02\,A$，此时总电阻$R_{总}'=\frac{U}{I_{max}}=\frac{6\,V}{0.02\,A}=300\,\Omega$，电阻箱最小值$R_{min}=R_{总}'-R_t=300\,\Omega - 200\,\Omega=100\,\Omega$。
(1) $0.06\,W$
(2) $20^\circC$
(3) $100\,\Omega$
