資源簡(jiǎn)介

安全用電問(wèn)題一
1．家庭電路中的保險(xiǎn)絲燒斷了，下列做法中正確的是： [ ]
A．用鋼絲代換
B．為了保險(xiǎn)，選擇盡量粗的保險(xiǎn)絲代換
C．選擇額定電流稍小于電路中最大正常工作電流的保險(xiǎn)絲代換
D．選擇額定電流等于或稍大于電路中最大正常工作電流的保險(xiǎn)絲代換
思路點(diǎn)撥
保險(xiǎn)絲的作用是當(dāng)其通過(guò)的電流超過(guò)其額定電流時(shí)，它便會(huì)自動(dòng)熔斷而斷開(kāi)電路，當(dāng)通過(guò)它的電流小于或等于額定電流時(shí)，它能讓電流暢通，保證了全電路的暢通．顯然，用銅絲或盡量粗的保險(xiǎn)絲代替原來(lái)保險(xiǎn)絲，則其允許通過(guò)的電流將超過(guò)原來(lái)的額定電流，這樣便起不到“保險(xiǎn)”的作用．而若選用額定電流小于電路正常工作電流的保險(xiǎn)絲代替，則同樣不能保證電路的正常工作，因?yàn)楫?dāng)電路中的電流達(dá)到其正常工作電流時(shí)已超過(guò)了所用保險(xiǎn)絲的額定電流，此時(shí)該保險(xiǎn)絲將熔斷而斷開(kāi)電路．
答案:D
2．落在高壓線上的鳥(niǎo)兒不會(huì)觸電死亡，這是因?yàn)?[ ]
A．鳥(niǎo)爪上的角質(zhì)層是絕緣的。B．鳥(niǎo)兒對(duì)電流的承受能力比較強(qiáng)。
C．鳥(niǎo)兒雙腳落在同一條導(dǎo)線上，沒(méi)有電流流過(guò)鳥(niǎo)的身體。D．高壓線有橡膠外皮。
思路點(diǎn)撥
動(dòng)物觸電死亡，是由于有電流通過(guò)動(dòng)物體內(nèi)之故．高壓線的“高壓”，是指該導(dǎo)線與地之間(或者是與另外一條輸電導(dǎo)線之間)有很高的電壓．因此若用另一導(dǎo)體將這條高壓線與地相接通(或者是與另外的一條輸電線接通)時(shí)，則此導(dǎo)體中將出現(xiàn)很大的電流．但若此導(dǎo)體僅僅與一條高壓線相接通而不與地或其他導(dǎo)線相通，則此導(dǎo)體中還是不會(huì)有電流．鳥(niǎo)站在高壓線上正是這種情況，鳥(niǎo)身體中不會(huì)因此而有電流通過(guò)，故此時(shí)不會(huì)發(fā)生鳥(niǎo)觸電死亡的現(xiàn)象．
答案：C
安全用電問(wèn)題三
1．小紅家的家庭電路進(jìn)戶開(kāi)關(guān)上安裝著漏電保護(hù)器，上面寫著下表中的一些數(shù)據(jù)，在以下幾種說(shuō)法中，正確的是：（　　　）
A.漏電電流大于30mA，保護(hù)器會(huì)在0.1秒之內(nèi)切斷電源
B.漏電持續(xù)時(shí)間超過(guò)0.1秒時(shí)保護(hù)器才能動(dòng)作
C.當(dāng)漏電電流達(dá)到15mA時(shí)就能起到可靠的保護(hù)作用
D.只有當(dāng)進(jìn)戶電壓大于220V或用電電流大于20A時(shí)，才能起保護(hù)作用
思路點(diǎn)撥
漏電保護(hù)器上所寫的那些數(shù)據(jù)表示的意義是
“20A，220V”：些漏電保護(hù)器適用于電壓為220V、工作電流不超過(guò)20A的電路；
額定漏電動(dòng)作電流30mA：漏電電流達(dá)到30mA時(shí)，此漏電保護(hù)器才會(huì)有漏電保護(hù)動(dòng)作．
額定漏電不動(dòng)作電流15mA：即漏電電流在15mA或小于15mA時(shí)，此漏電保護(hù)器不會(huì)有漏電保護(hù)動(dòng)作
漏電分?jǐn)鄷r(shí)間<0．1s：漏電電流達(dá)到額定漏電動(dòng)作電流30mA后，漏電保護(hù)器會(huì)在0．1s之內(nèi)做出保護(hù)動(dòng)作，即切斷電源．
由上可見(jiàn)題給的四種說(shuō)法中，只有選項(xiàng)A是正確的．
答案:A
2．圖為一個(gè)三孔插座，其中有一個(gè)插孔的導(dǎo)線是與室外大地相連的，請(qǐng)把這個(gè)插孔產(chǎn)中代表大地的記號(hào)E用線連起來(lái)。如果這個(gè)插孔的導(dǎo)線斷了，使用這個(gè)插座還能使洗衣機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，但是存在的問(wèn)題是_______________________________________________。
思路點(diǎn)撥
洗衣機(jī)工作時(shí)，其消耗的電能由電源供給，電源一火線一洗衣機(jī)一零線一電源，構(gòu)成洗衣機(jī)工作電流的通路．為保證使用洗衣機(jī)時(shí)人的安全，我們還將洗衣機(jī)外殼用導(dǎo)線與大地接通，這一導(dǎo)線即為通常所稱的地線．地線的作用是防止出現(xiàn)觸電事故，其原理是若洗衣機(jī)外殼與電源火線間的絕緣被破壞時(shí)，若無(wú)地線，則此時(shí)洗衣機(jī)外殼也相當(dāng)于電源火線，人觸及洗衣機(jī)外殼時(shí)就相當(dāng)于觸及火線而觸電；若有地線時(shí)，則洗衣機(jī)外殼與地相通，人觸及時(shí)，相當(dāng)于與地相接觸，不會(huì)發(fā)生觸電事故．
答案:連線如圖所示．
圖中與E相連的導(dǎo)線即為地線．如果它斷了，一旦洗衣機(jī)外殼與電源火線之間的絕緣層被損壞，就容易造成觸電事故．
安全用電問(wèn)題二
1.目前新建樓房的供電系統(tǒng)中已經(jīng)不再使用保險(xiǎn)絲，而是使用一種自動(dòng)控制的安全電路。當(dāng)用電負(fù)荷過(guò)大或發(fā)生短路時(shí)，電路會(huì)自動(dòng)切斷；如果站在地面上的人碰到火線而使火線與大地經(jīng)人體構(gòu)成通路，電路也會(huì)自動(dòng)切斷，以保人身安全。
小玲家新居中裝的就是這樣的電路。搬家后，她看到墻上的電源插孔是三線的，為了安裝電視機(jī)，她買了一個(gè)插銷板，插在墻上的一個(gè)三線插孔中，然后把電視機(jī)的插頭插在插銷板上的插孔內(nèi)。但是，接通電視機(jī)的電源時(shí)，室內(nèi)所有插座全都斷電，表明電路自動(dòng)切斷了。到配電箱一看，果然是“掉閘”（總開(kāi)關(guān)自動(dòng)切斷）了。
是電視機(jī)出了故障，用電量太大了？用手把總開(kāi)關(guān)閉合，換其他幾個(gè)確保正常的用電器插到這個(gè)插銷板上，直至耗電只有15瓦的小臺(tái)燈，仍然是這樣。但是，把插銷板插到墻上其他插孔上，一切正常。問(wèn)題可能出在哪里？為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象？怎樣解決？
答案:出現(xiàn)這一情況的原因是施工時(shí)墻上插座內(nèi)的零線和地線相互接錯(cuò)了位置．使用時(shí)用電器把火線和地線連通，自動(dòng)控制系統(tǒng)則誤認(rèn)為是人體把火線和地線連通，便自動(dòng)地切斷了電路．
解決這一問(wèn)題的方法是：把這個(gè)插座從墻上拆下，將其接零線和地線的位置對(duì)調(diào)后再裝上即可．
2．圖示為小剛所連的兩盞白熾燈和兩上插座的電路圖，通電后發(fā)現(xiàn)不能正常工作。下面幾個(gè)措施中可能引起危險(xiǎn)的是： [ ]
A．拆掉燈丙，兩條導(dǎo)線連在一起； B．拆掉插座甲，兩條導(dǎo)線連一起；
C．拆掉開(kāi)關(guān)S3，兩條導(dǎo)線連在一起；D．拆掉開(kāi)關(guān)S2，兩條導(dǎo)線連在一起。
思路點(diǎn)撥
設(shè)在上圖中，電路與電源相接的兩個(gè)接頭中，上端接頭與火線相接，下端接頭與零線相接，則圖中電燈丙的連接是正確的，插座甲直接接在火線上，不對(duì)．應(yīng)將插座甲取去并將其左、右兩條線直接連在一起．作此改正后，則插座丁的連接是正確的，而對(duì)于燈泡乙來(lái)說(shuō)，則應(yīng)將開(kāi)關(guān)S移至乙燈的上端，才是正確的接法。
在上圖的電路中，若拆掉燈丙將兩條導(dǎo)線連在一起．此后，若將開(kāi)關(guān)S1閉合，則會(huì)造成電路中火線與零線短路，這是有危險(xiǎn)的．若拆掉插座甲，將兩條導(dǎo)線連在一起，這正是把電路中的錯(cuò)誤接法改為正確接法，不會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)．若拆掉開(kāi)關(guān)S3，將兩條導(dǎo)線連在一起，則燈乙將沒(méi)有開(kāi)關(guān)控制而一直處于工作狀態(tài)，但并不會(huì)發(fā)生危．若拆掉開(kāi)關(guān)S2，將兩條導(dǎo)線連在一起，則使插座丁沒(méi)有另外的開(kāi)關(guān)控制而此插座仍能正常起作用并不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)．
答案:A
導(dǎo)體電阻問(wèn)題一
1．電冰箱起動(dòng)時(shí)，與電冰箱并聯(lián)的臺(tái)燈變暗。關(guān)于這一現(xiàn)象。下列說(shuō)法中不正確的是： [ ]
A．進(jìn)戶線中電流變大B．線路中電阻變大C．線路中熱損耗變大D．燈泡兩端電壓變小
思路點(diǎn)撥
電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，其起動(dòng)電流較大(當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，其電流比起動(dòng)電流小)．電冰箱起動(dòng)，即電冰箱內(nèi)的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，故此時(shí)進(jìn)戶線中的電流隨之變大，由于線路中有一定的電阻，電流變大時(shí)，消耗在線路上的電壓增加，從而使用電器上獲得的電壓減小(這一關(guān)系是電源電壓=輸電線路上損耗的電壓+用電器獲得的電壓，通常電源電壓是一定的)，由此將使與冰箱并聯(lián)的臺(tái)燈變暗．線路的電阻由輸電線的材料、長(zhǎng)度和截面積決定，在冰箱起動(dòng)時(shí)，上述備罔素不發(fā)生變化，故線路的電阻并未發(fā)生變化．
答案:B
2．有一個(gè)功率為100千瓦的電力用戶，所需電壓為400伏。如果不用變壓器而直接供電，輸電線路電阻損耗的功率為62.5千瓦。要使損失減為100瓦，輸電電壓應(yīng)提高到_______伏。
思路點(diǎn)撥
由于輸電線路不可避免地有電阻，所以輸電時(shí)，電流通過(guò)輸電線時(shí)不可避免地要發(fā)熱而損耗能量．設(shè)輸電線的電阻為R線，輸電電流為I，則輸電線上損耗的功率為
P損=12R線
答案:不用變壓器直接供電時(shí)，輸電電流為
此時(shí)線路上損耗的功率為62．5kW，故可求得輸電線路電阻為
提高輸電電壓，當(dāng)輸電線上損失功率減為100W時(shí)，此時(shí)的輸電電流大小為
即為達(dá)到題述要求．應(yīng)將輸電電壓提高到10000V．
導(dǎo)線電阻問(wèn)題二
照明電路用電高峰時(shí)，電燈就會(huì)暗下來(lái)，這是由于電燈兩端電壓降低的緣故。某同學(xué)想測(cè)算電燈兩端的實(shí)際電壓，但手頭沒(méi)有交流電壓表，只有一塊手表、一把帶有銘牌的電烙鐵、配電盤上還有一塊正在運(yùn)行的帶有銘牌的電度表。他利用這些器材就測(cè)算出了照明電路中用電器兩端的實(shí)際電壓，請(qǐng)你說(shuō)明他的測(cè)算方法。
答案：只把電烙鐵接在電路里，斷開(kāi)其它所有用電器。
1．記下電度表盤轉(zhuǎn)一周所用的時(shí)間t。
電度表盤轉(zhuǎn)一周，用電器所做的功為 W=
2．記下額定電壓下電度表盤轉(zhuǎn)一周所用的時(shí)間t*。
得出：=
所以，U=。
或：2.從銘牌可知，電烙鐵的額定功率為P額,額定電壓為U額,電度表為n轉(zhuǎn)/千瓦時(shí)，可知電烙鐵的電阻 R=
電度表盤每轉(zhuǎn)一周，用電器所做的功為 W=
可得：W=
U=。
機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)向燈問(wèn)題
為了交通安全，機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)彎時(shí)，要使用轉(zhuǎn)向燈對(duì)其他車輛及行人發(fā)出信號(hào)，同時(shí)車內(nèi)的轉(zhuǎn)向指示燈裝置也會(huì)給駕駛員提供轉(zhuǎn)向燈是否正常的信息。具體地說(shuō)，當(dāng)機(jī)動(dòng)車要向右轉(zhuǎn)彎時(shí)，前、后兩只轉(zhuǎn)向燈D右1，D右2均正常發(fā)光，車內(nèi)的轉(zhuǎn)向指示燈同時(shí)也閃亮，而兩只左轉(zhuǎn)向燈D左1、D左2不發(fā)光。左轉(zhuǎn)彎與右轉(zhuǎn)彎的情況類似。
如圖所示，機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)向燈電路的四只轉(zhuǎn)向燈D右1、D右2、D左1、D左2以及轉(zhuǎn)向指示燈D尚未接入電路。已知四只轉(zhuǎn)向燈均為標(biāo)有“6V，10W”字樣的燈泡，轉(zhuǎn)向指示燈D標(biāo)有“6V，1.5W”字樣，電源電壓為6V，圖中RJ為閃光器，它可以使電路間歇地通、斷。請(qǐng)回答：
(1)按題目要求將四只轉(zhuǎn)向燈D右1、D右2、D左1、D左2及轉(zhuǎn)向指示燈D接入電路，完成機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)向燈電路圖。
(2)四只轉(zhuǎn)向燈的額定功率相同，為什么轉(zhuǎn)向燈電路工作時(shí)，總是兩只轉(zhuǎn)向燈發(fā)光，另外兩只轉(zhuǎn)向燈不發(fā)光?請(qǐng)運(yùn)用你學(xué)過(guò)的電學(xué)知識(shí)加以分析、論證。
答案：(1)電路如圖所示．
(2)不論轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)S接至位置1還是位置2，所有的燈都接入了電路．
若車向右轉(zhuǎn)向，則開(kāi)關(guān)S接1，此時(shí)D右1和D右2常發(fā)光，而D左1和D左2并聯(lián)后與D串聯(lián)．
因?yàn)檗D(zhuǎn)向指示燈的規(guī)格是“6V 1．5W”，所以轉(zhuǎn)向指示燈D的電阻為：RD=U2／PD
=24Ω．轉(zhuǎn)向燈的規(guī)格都是“6V、10W”，所以轉(zhuǎn)向燈的電阻均為R=U2／P=3．6Ω．左
(或右)兩只轉(zhuǎn)向燈和轉(zhuǎn)向指示燈總電阻：R總=RD+2R=25．8Ω．
通過(guò)轉(zhuǎn)向指示燈D的電流ID=U／R總＝0．23A，所以轉(zhuǎn)向指示燈D上獲得的功率：PD’＝I2R=1．36W．由于PD’與轉(zhuǎn)向指示燈的額定功率(1．5W)相差不多，所以此時(shí)轉(zhuǎn)向指示燈能發(fā)光．
而此時(shí)通過(guò)左轉(zhuǎn)向燈中每只燈泡上的電流：I＝ID／2＝O．115A，所以每個(gè)左轉(zhuǎn)向燈的實(shí)際功率為：P實(shí)=I2R=0．052W．由于左轉(zhuǎn)向燈的P實(shí)遠(yuǎn)小于其額定功率10W，所以左轉(zhuǎn)向燈不能發(fā)光．
當(dāng)車向左轉(zhuǎn)向時(shí)，同樣的道理，只有左轉(zhuǎn)向燈發(fā)光而右轉(zhuǎn)向燈中雖然有電流通過(guò)
但并不發(fā)光．

測(cè)電功率問(wèn)題一
一、有一個(gè)理發(fā)用的電吹風(fēng)機(jī)，由于說(shuō)明書遺失，只知道它的額定電壓是220伏特，沒(méi)有其它數(shù)據(jù)。請(qǐng)你利用一般家庭用的電度表（銘牌上的數(shù)據(jù)如圖所示）和一只鐘表，設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)便方法，測(cè)定這個(gè)電吹風(fēng)機(jī)的功率。
要求：
1．寫明測(cè)量步驟；2．用字母代表所涉及的物理量，導(dǎo)出計(jì)算電功率的公式。
思路點(diǎn)撥
由家用電度表可以測(cè)出用電器的功率．辦法是將此用電器單獨(dú)接入此電度表的電路中，讓此用電器正常工作，記下一定時(shí)間內(nèi)電度表轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)數(shù)，根據(jù)電度表的轉(zhuǎn)數(shù)可以求出這段時(shí)間內(nèi)用電器所消耗的電能，進(jìn)而便可求出單位時(shí)間內(nèi)此用電器所消耗的電能值即此用電器的電功率．
答案：1．測(cè)量步驟
①將電度表所接電路中的其他用電器關(guān)閉，只接人待測(cè)的電吹風(fēng)機(jī)．
②利用鐘表測(cè)量吹風(fēng)機(jī)工作時(shí)電度表的圓盤轉(zhuǎn)過(guò)N轉(zhuǎn)所用的時(shí)間t(s)
2．計(jì)算電功率的公式
以n表示每千瓦時(shí)電表轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)數(shù)(此處n=3000r／kwh)，電吹風(fēng)機(jī)所消耗的電能w(J)就是
電冰箱問(wèn)題
1．關(guān)于電冰箱，以下說(shuō)法中正確的是： [ ]
A．電冰箱內(nèi)溫度比較低，這是液體蒸發(fā)吸熱造成的；
B．電冰箱散熱器摸起來(lái)燙手，這主要是電流的熱效應(yīng)造成的；
C．夏天，打開(kāi)電冰箱門看到的“白煙”是冰箱內(nèi)蔬菜、水果等蒸發(fā)產(chǎn)生的水蒸氣；
D．家用電冰箱的耗電功率通常超過(guò)1000瓦。
思路點(diǎn)撥
電冰箱的工作原理是：使液態(tài)的氟利昂迅速蒸發(fā)成氣態(tài)，此過(guò)程氟利昂將大量從冰箱中吸熱，使冰箱內(nèi)溫度降低，成為氣態(tài)的氟利昂又被壓縮，壓縮使氟利昂的溫度迅速升高而高于周圍環(huán)境的溫度，此時(shí)被壓縮的溫度很高的氟利昂通過(guò)置于冰箱外部的散熱器而向外界散熱，氟利昂散熱后溫度降低又液化成液態(tài)，再進(jìn)入冰箱內(nèi)又蒸發(fā)吸熱……如此往復(fù)循環(huán)．
由上分析可見(jiàn)，電冰箱內(nèi)溫度較低，是由于液體蒸發(fā)吸熱而造成的．而電冰箱散熱器摸起來(lái)燙手，并不是由于電流的熱效應(yīng)而是由于被壓縮的高溫氟利昂向外散熱的結(jié)果．夏天，打開(kāi)電冰箱門看到的“白煙”并非冰箱內(nèi)的水蒸氣所生成，而是由于打開(kāi)冰箱門后，冰箱內(nèi)的冷空氣外逸，使靠近冰箱門的原來(lái)在冰箱外的空氣驟然降溫，這部分空氣中的水蒸氣便凝結(jié)成小水珠而在空氣中形成“白煙”．通常家用電冰箱的功率不是超過(guò)1000W而是小于1000w．
答案:A
2.小峰想利用電冰箱降低室溫：他先將電冰箱的門打開(kāi)，然后接通電源。他這樣做，可以達(dá)到降低室溫的目的嗎？為什么？
思路點(diǎn)撥
電冰箱降溫的原理是，通過(guò)電冰箱內(nèi)工作物質(zhì)的汽化，它從冰箱內(nèi)吸收熱量，然后這些工作物質(zhì)又被壓縮而液化，此時(shí)它會(huì)放出熱量，電冰箱的結(jié)構(gòu)可以使這些放出的熱量向冰箱外放出，液化后的工作物質(zhì)又可以在低壓下汽化而從冰箱內(nèi)吸熱……．如此循環(huán)而使冰箱內(nèi)溫度降低到某一設(shè)定的溫度而停止工作．
答案:由電冰箱的工作原理可知，小峰的做法不能達(dá)到降低室溫的目的，電冰箱的工作相當(dāng)于使冰箱內(nèi)向冰箱外傳熱，在小峰的方案中，打開(kāi)電冰箱的門而讓冰箱工作，這樣并沒(méi)有使整個(gè)房間向房間外傳熱，所以由此并不能使房間內(nèi)的溫度降低．相反，由于電冰箱在工作，有電流通過(guò)電冰箱，則電路中不可避免地還會(huì)要放出熱量，所以這樣還會(huì)使室內(nèi)的溫度升高．
電功率問(wèn)題一
一、有甲、乙、丙、丁四個(gè)標(biāo)有“l(fā)lOVIOOW”的燈泡，要把它們接在220伏特的電路中使用。圖(a)和圖(b)哪一種接法好?試說(shuō)明理由。
答案：
圖(a)好．在圖(b)中，如果某一燈泡損壞或者斷路，例如甲燈損壞，則電路變成為丙、丁兩燈并聯(lián)后再與乙燈串聯(lián)，由于丙、丁兩燈的并聯(lián)電阻小于乙燈的電阻，由此乙燈獲得的電壓將超過(guò)此電路總電壓(220V)的一半，即乙燈兩端的電壓將超過(guò)110V，這將導(dǎo)致乙燈燒毀，進(jìn)而丙、丁兩燈也不能發(fā)光，而在圖(a)中，如果某一燈泡損壞，則不會(huì)波及其他燈泡隨之損壞，只是與其串聯(lián)的燈泡不發(fā)光，而另外兩燈卻能照常發(fā)光．
二、家用電熨斗為適應(yīng)不同衣料的熨燙，設(shè)計(jì)了調(diào)整溫度的多擋開(kāi)關(guān)。使用時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕即可使熨斗加熱到所需的溫度。圖是電熨斗的電路圖。旋轉(zhuǎn)多擋開(kāi)關(guān)可以改變1、2、3、4之間的連接情況。現(xiàn)將開(kāi)關(guān)置于溫度最高擋，這時(shí)，1、2、3、4之間的連接是圖中的哪一幅？ [ ]
思路點(diǎn)撥
以U表示電源電壓，R表示圖中每根電阻絲的電阻，在圖所示的各種連接法中，由于接法不同，各種電路中電阻絲發(fā)熱的情況不同，因而電熨斗可以得到多檔的溫度．
在圖A所示的接法中，兩根電阻絲并聯(lián)接入電路，其總電阻
在圖B所示的接法中，僅有右側(cè)一根電阻絲接入電路通電，左側(cè)一根電阻絲中無(wú)電流，故此時(shí)電熨斗的總功率為
在C圖所示的接法中，電源實(shí)際上被斷開(kāi)了．使整個(gè)電熨斗中無(wú)電流通過(guò)，此時(shí)電熨斗的總功率為Pc=0．
在D圖所示的接法中，是兩根電阻絲串聯(lián)接入電路，其總電阻為2R，則此時(shí)電熨斗消耗的總功率為
答案：A
電功率問(wèn)題七
山區(qū)某工地方程式時(shí)，照明電路需用導(dǎo)線從離工地250米處的電源引來(lái)，工地上要用一只“220V　100W”和一只“220V　200W”的燈泡來(lái)照明，所用導(dǎo)線的電阻為每米0.018歐，如果電源兩端的電壓為220伏，且保持不變，試求照明時(shí)導(dǎo)線上所消耗的功率和每只燈泡實(shí)際所消耗的功率。（計(jì)算時(shí)不考慮燈絲電阻的變化，數(shù)值只取整數(shù)，小數(shù)可四舍五入）
思路點(diǎn)撥
此電路的電路圖如圖所示，其中R0表示輸電導(dǎo)線的電阻．
根據(jù)兩燈泡的額定電壓和額定功率可以求出每個(gè)燈泡的電阻，則此電路成為三個(gè)電阻
均為已知的電路，所求各問(wèn)便都可以迎刃而解了．
答案:以R1和R2分別表示兩個(gè)燈泡的電阻，則應(yīng)有
此時(shí)并聯(lián)部分的電壓UL即為每燈獲得的實(shí)際電壓，其值為
UL=IR12=1．3×161V=209V
故得此時(shí)兩燈消耗的實(shí)際功率分別為
電功率問(wèn)題三
1．李軍在檢修一只1000瓦的電爐時(shí)，發(fā)現(xiàn)電爐絲斷了一小截，他用一段較細(xì)一些但由同種材料制成的電爐絲將殘缺部分補(bǔ)接至原長(zhǎng)，這樣再接入原電路中使用時(shí)，其實(shí)際發(fā)熱功率將 [　 ]
A．大于1000瓦。 B．等于1000瓦。C．小于1000瓦。 D．無(wú)法判斷。
思路點(diǎn)撥
原電爐絲斷了一截，李軍找來(lái)補(bǔ)接的一截電爐絲和原電爐絲是同種材料的，其長(zhǎng)度也等于原長(zhǎng)，但其截面積比原電爐絲的截面積要小一些．由于導(dǎo)體的電阻與其截面積有關(guān)，在同種材料和相同長(zhǎng)度的條件下，截面積越大，則電阻越小，可見(jiàn)李軍補(bǔ)接的電爐絲電阻大于原來(lái)電爐絲的是電阻，這樣整個(gè)電爐絲的電阻也就比原來(lái)增大了．
又根據(jù)電功率的公式
可見(jiàn)李軍更換電爐絲以后，電爐的電功率將會(huì)減小，即比原來(lái)的1000W要小．
答案：C
2．有二只燈泡，分別標(biāo)有“220V15W”和“220V100W”的字樣。如將它們串聯(lián)接在電壓為380伏的動(dòng)力電源上，則 [　 ]
A．15W的燈泡燒壞，100W的燈泡完好。B．100W的燈泡燒壞，15W的燈泡完好。
C．二只燈泡均被燒壞。 D．二只燈泡均完好。.
思路點(diǎn)撥
以此兩燈泡串聯(lián)接入U(xiǎn)o=380V的電路中時(shí)，按串聯(lián)分壓的公式，則15W燈泡獲得的電壓U1和1OOW燈泡獲得的電壓U2分別為
由上計(jì)算結(jié)果可見(jiàn)，15W燈泡獲得的實(shí)際電壓為330V，這一數(shù)值遠(yuǎn)超過(guò)該燈泡的額定電壓220V，可見(jiàn)該燈泡會(huì)被燒毀，15W燈泡燒毀以后，電路斷開(kāi)了，電路中將沒(méi)有電流通過(guò)，1OOW燈泡也會(huì)隨之熄滅，但lOOW燈泡不會(huì)被破壞．
答案：A
電功率問(wèn)題二
1．電爐通電后，電爐絲熱得發(fā)紅，而跟電爐連接的銅導(dǎo)線卻不那么熱，這是因?yàn)?[ ]
A．通過(guò)銅導(dǎo)線的電流小，所以它消耗的電能也較少。
B．電爐絲和銅導(dǎo)線消耗的電能相同，但銅導(dǎo)線散熱快，所以就不那么熱。
C．通過(guò)電爐絲的電流大，所以它消耗的電能較多。
銅導(dǎo)線電阻較小，所以它消耗的電能較少。
思路點(diǎn)撥
電爐絲和銅導(dǎo)線是串聯(lián)關(guān)系，故通過(guò)電爐絲的電流與通過(guò)銅導(dǎo)線的電流大小相等，電爐絲和銅導(dǎo)線在電學(xué)性能上的差別在于：前者的電阻大，后者的電阻很小，根據(jù)電流通過(guò)電阻發(fā)熱的公式Q＝I2Rt由于通過(guò)兩者的電流相同，可見(jiàn)在相等的時(shí)間內(nèi)，電爐絲的發(fā)熱量比銅導(dǎo)線上的發(fā)熱量大得多．因此我們看到電爐通電后，電爐絲熱得發(fā)紅而與之相連的銅導(dǎo)線卻不那么熱．
答案：D
2.樓道里的燈常常徹夜通明，因而極易損壞。給它串聯(lián)一個(gè)電阻后再接到電路里，雖然亮度略有降低，壽命卻可以大大延長(zhǎng)。現(xiàn)在欲使“220V25W”的燈炮在實(shí)際使用時(shí)消耗的功率約是額定功率的80％，應(yīng)該串聯(lián)多大的電阻？這個(gè)電阻消耗的電功率是多大？
思路點(diǎn)撥
本題電路為一燈泡與一電阻R串聯(lián)后接入電壓Uo=220V
的電路中，以Rl表示燈的電阻，R2表示與之串聯(lián)的電阻，U1、U2分別表示燈泡兩端和電阻R2兩端的電壓，如圖所示．則由題述可由燈泡的額定電壓和額定功率求出其電阻，
當(dāng)通過(guò)燈泡的電流改變時(shí)，視其電阻不變．則可求出燈泡功率變?yōu)轭~定功率的80％時(shí)通過(guò)燈泡的電流和加在燈泡上的電壓，進(jìn)而便可求得R2兩端的電壓和通過(guò)它的電流，則R2的電阻和它此時(shí)消耗的功率便可解出．
在解出U1和U2的基礎(chǔ)上，也可以從此電路的整體考慮，則 U1與U2之比應(yīng)該等于R1與R2之比，也應(yīng)等于此時(shí)兩者所消耗的功率之比，利用這些比例關(guān)系，也可以得出本題的解答．
所以本題有以下的多種解法
電功率問(wèn)題五
1.工人師傅在改裝電爐時(shí)，為了使電功率減小到原來(lái)的一半，下列措施中可行的是：［ ］
Ａ.截去一半電爐絲； Ｂ.串聯(lián)一條相同的電爐絲
Ｃ.并聯(lián)一條相同的電爐絲；Ｄ.把連接電爐和電源的電線長(zhǎng)度增加一倍。
思路點(diǎn)撥
根據(jù)電功率的分式P=U2/R可知，當(dāng)加在電爐上的電壓U不變時(shí)，要使電爐的功率P變?yōu)樵瓉?lái)的1/2，則應(yīng)使電爐電阻絲的電阻R變?yōu)樵瓉?lái)的2倍．顯然，題述的四種方法中，只有“串聯(lián)一條相同的電阻絲”才能使得改裝后電爐電阻絲的總電阻變?yōu)樵瓉?lái)的2倍．
答案:B
2．賈銘同學(xué)打算利用電能表來(lái)測(cè)量電視機(jī)實(shí)際消耗的電功率。他斷開(kāi)電能表連接的所有其他用電器，只把電視機(jī)打開(kāi)，在t秒內(nèi)測(cè)得電能表的盤轉(zhuǎn)數(shù)為N。如果電能表銘牌上標(biāo)明每千瓦時(shí)的盤轉(zhuǎn)數(shù)為n，電視機(jī)的電功率為 瓦。
思路點(diǎn)撥
電度表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)N轉(zhuǎn)時(shí)，電視機(jī)消耗的電能為
電視機(jī)消耗這些電能的時(shí)間為ts，則它的電功率為
答案：
3.小明家有一個(gè)標(biāo)有“220V，800W”的電爐，在額定電壓下用10分鐘能燒開(kāi)一壺水。一天他用這個(gè)電爐在相同環(huán)境下（空氣的溫度和壓強(qiáng)相同）燒開(kāi)同樣一壺水卻用了12分鐘，請(qǐng)你幫助小明算一算他家當(dāng)時(shí)的電源電壓約為多大。你在計(jì)算過(guò)程中使用了哪些近似條件？
思路點(diǎn)撥
兩種情況水吸收的熱量相等，若忽略燒水過(guò)程中水壺向外界的散熱，則兩種情況下電爐的發(fā)熱量相等．又假設(shè)此電爐的電阻絲的阻值不隨溫度變化，則可根據(jù)兩情況下發(fā)熱量相等的關(guān)系來(lái)列方程求解本題．
答案:以R表示電爐電阻絲的電阻，以U1和U2分別表示前后兩次情況下的電壓，以t1和t2分別前后兩次通電所用的時(shí)間，則由于兩情況下發(fā)熱量相等，故應(yīng)有
以上解答中利用到的近似條件有以下兩條：(1)電爐電阻絲的電阻不隨溫度改變；(2)對(duì)水加熱過(guò)程中水壺對(duì)外散熱忽略不計(jì)．
電功率問(wèn)題八
有兩種燈泡，分別標(biāo)有（110伏 60瓦）和（110伏25瓦），把它們接入家庭照明電路中。
（1）能不能各取一只串聯(lián)使用？請(qǐng)說(shuō)明原因。
（2）若把兩種燈泡在同一電路中混合使用，并使它們都能正常發(fā)光，最少應(yīng)各使用多少只，如何連接？
（3）這時(shí)總電功率是多少？
解：（1）不能各取一只串聯(lián)使用。
60瓦燈的電阻 R1==201.7歐
25瓦燈的電阻 R2==484歐
串聯(lián)后，25瓦燈的電壓為U2，根據(jù)串聯(lián)分壓，

U2=
代入數(shù)據(jù)，解得：U2=155伏，超過(guò)了燈的額定電壓。
（2）設(shè)使用60瓦的燈m只，使用25瓦的燈n只，分別并聯(lián)后再串聯(lián)使用，各分壓110伏時(shí)，才能正常發(fā)光，
此時(shí)有：

故使用5只60瓦的燈并聯(lián)后，再與12只并聯(lián)的25瓦的燈串聯(lián)即可。
（3）此時(shí)總功率為W=W1+W2=560瓦+1225瓦=600瓦。
電功率問(wèn)題六
由電源引到某工地的一只“220V、100W”的燈泡亮度較暗，測(cè)得該燈泡的實(shí)際功率只有81瓦，而電源的電壓確為220伏。輸電導(dǎo)線上消耗的功率約有多大？你在計(jì)算中用到了什么近似？
思路點(diǎn)撥
通常情況下用電，由于輸電線路不長(zhǎng)，輸電線的電阻很小，因此一般都忽略不計(jì)而沒(méi)有，本題情況下，由于是從電源到工地輸電導(dǎo)線較長(zhǎng)，則其電阻不可忽略，故此時(shí)電路等效于圖
所示的情況，其中電源電壓Uo=220V，以R1表示燈泡的電阻， R2表示輸電導(dǎo)線的電阻，由于R1和R2串聯(lián)，故電燈R1上獲得的電壓小于220V，從而使電燈亮度較暗．
答案:根據(jù)燈泡的額定功率Po和額定電壓Uo與其中電阻R1的關(guān)系
以上解法中應(yīng)用了此時(shí)燈絲的電阻與燈泡在額定電壓下工作時(shí)的電阻相等這一關(guān)系，即認(rèn)為燈絲的電阻不隨溫度的變化而變化．這是一種近似．
電功率問(wèn)題四
一般地說(shuō)，用電器的工作電壓并不等于額定電壓。家庭里通常不備電壓表，但借助電能表可以測(cè)出用電器的實(shí)際工作電壓。現(xiàn)在電路中只接入一個(gè)電熱水壺，壺的銘牌和電能表的銘牌如圖所示。測(cè)得電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過(guò)125轉(zhuǎn)的時(shí)間為121秒。求此時(shí)加在電熱壺上的實(shí)際電壓。
思路點(diǎn)撥
用電器工作的實(shí)際電壓和額定電壓是兩個(gè)不同的概念，額定電壓是用電器正常工作所需要的電壓，在額定電壓下工作時(shí)，用電器的功率就是此用電器的額定功率．而實(shí)際電壓則是用電器工作時(shí)實(shí)際的電壓，它可能等于額定電壓也可能不等于額定電壓．
由于用電器在額定電壓下工作時(shí)的功率為其額定功率，而這兩個(gè)值通常都是標(biāo)在用電器的銘牌上，故可根據(jù)這兩個(gè)值求出該用電器的電阻．
答案:在t=121s內(nèi)，電熱水壺所消耗的電功為
電動(dòng)車效率問(wèn)題一
小紅準(zhǔn)備在旅游時(shí)估算登山纜車的機(jī)械效率。她從地圖上查到，纜車的起點(diǎn)和終點(diǎn)的海拔高度分別為230米和840米，兩地的水平距離為1200米。一只纜車運(yùn)載15個(gè)人上山的同時(shí)，有另一只同樣的纜車與它共用同一個(gè)滑輪組，運(yùn)載8個(gè)人下山。每個(gè)人的體重大約是60千克。從銘牌上看到，纜車的自重（質(zhì)量）為600千克。小紅還用直尺粗測(cè)了鋼纜的直徑，約為2.5厘米。拖動(dòng)鋼纜的電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)明，它的額定功率為45千瓦。管理人員說(shuō)，在當(dāng)時(shí)那種情況下，電動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率約為額定功率的60％。實(shí)際測(cè)得纜車完成一次運(yùn)輸所用的時(shí)間為7分鐘。請(qǐng)你幫助小紅估算纜車的機(jī)械效率。
答案：高度差h=610米
上山的質(zhì)量m1=900千克+600千克
下山的質(zhì)量m2=480千克+600千克
運(yùn)行時(shí)間t=420秒
電機(jī)的實(shí)際功率P=2.7×104瓦
有用功指的是系統(tǒng)克服重力做的功，因此
W1=(m1-m2)gh
總功W=Pt
機(jī)械效率η=W1／W=22%。
電學(xué)黑箱問(wèn)題
1.某控制電路的一個(gè)封閉部件上，有三個(gè)接線柱A、B、C和電燈、電鈴各一只，如圖所示，連接A、C，燈亮，鈴不響；連接A、B鈴響，燈不亮；連接B、C燈不亮，鈴不響。請(qǐng)你根據(jù)上述情況畫出這個(gè)部件的電路圖。
思路點(diǎn)撥
依題述，連接A、C或連接A、B時(shí)，可以使燈亮或鈴響，表明此封閉部件內(nèi)必有一電源．
連接A、C時(shí)燈亮鈴不響，則連接A、C后應(yīng)該構(gòu)成一個(gè)包含有電源和電燈的閉合回路，但此電路中不包含電鈴．如圖所示．
連接A、B時(shí)鈴響燈不亮，則此時(shí)應(yīng)該構(gòu)成一個(gè)包含有電源和電鈴的閉合回路，但此回路中不包含電燈，如圖所示．
答案：綜合兩圖知這一封閉部件內(nèi)的電路圖如圖所示．
電學(xué)黑箱問(wèn)題二
圖是從某電子儀器折下來(lái)的密封盒子，已經(jīng)知道盒內(nèi)有三只電阻，Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ為四根引線。現(xiàn)用多用電表測(cè)量，得知ＡＣ間的電阻ＲＡＣ＝２０歐，若用導(dǎo)線把ＢＤ連接后測(cè)得ＡＤ間電阻ＲＡＤ＝２０歐。請(qǐng)?jiān)诜胶袃?nèi)畫出電阻的連接圖，并在圖中標(biāo)出每個(gè)電阻的阻值。
思路點(diǎn)撥
由題述條件有RAC=20Ω，RAD=30Ω和RCD=50Ω，注意到20Ω+30Ω=50Ω，則不妨把A、C、D三點(diǎn)間的電路想像為上圖所示的電路．進(jìn)而由題述“若用導(dǎo)線把B、D連接后，測(cè)得A、
D間電阻RAD=20Ω”，表明用導(dǎo)線將B、D連接，將使A、D間的電阻變小(由30Ω變?yōu)?0Ω)，由此可聯(lián)想將上圖中30Ω的電阻分為兩個(gè)電阻串聯(lián)，一個(gè)為20Ω，一個(gè)為10Ω．而將B點(diǎn)接在此兩電阻之間，使 B、D間的電阻為10Ω，則當(dāng)以導(dǎo)線將B、D相連通時(shí)，10Ω的電阻被短路而A、D間的電阻則變?yōu)?0Ω．此時(shí)電路變?yōu)橄聢D，由上分析．它與題述條件是相符的．
答案:方盒內(nèi)電路連接如圖所示．
電烙鐵問(wèn)題
一、電烙鐵使用前需要一定的預(yù)熱時(shí)間，因而若暫時(shí)不用也要接在電源上，這樣既費(fèi)電又會(huì)造成烙鐵頭氧化而不易沾錫。所以，有時(shí)采用如圖所示電路，在暫不需要焊接時(shí)，斷開(kāi)S，使電烙鐵處于預(yù)熱狀態(tài)；當(dāng)需焊接時(shí)，閉合S，就能很快達(dá)到焊接溫度。現(xiàn)用“220V25W”的電烙鐵，若燈炮在預(yù)熱狀態(tài)時(shí)的電阻為800歐，則預(yù)熱狀態(tài)下電烙鐵消耗的功率為多少瓦？整個(gè)電路消耗的功率是電烙鐵正常工作時(shí)的百分之幾？
思路點(diǎn)撥
由圖可見(jiàn)，使電烙鐵處于預(yù)熱狀態(tài)時(shí)，電烙鐵消耗的功率較少，則通過(guò)它的電流應(yīng)較小，由于電源電壓一定(220V)，則此時(shí)電路中電阻應(yīng)較大，故應(yīng)將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，使燈泡與電烙鐵串聯(lián)，而電烙鐵工作時(shí)，則其消耗的功率應(yīng)該較大，即通過(guò)它的電流應(yīng)該較大，電路中的總電阻應(yīng)該較小，故此時(shí)是將開(kāi)關(guān)S閉合使電燈短路，這樣，220V電壓全加在電烙鐵上．
解法一:“220V、25W”電烙鐵正常工作的電流為
以上解法是將預(yù)熱狀態(tài)下電路中各個(gè)物理量的數(shù)值都具體地計(jì)算出來(lái)，然后將得出結(jié)論．這樣計(jì)算對(duì)于每個(gè)步驟、每個(gè)物理量都是很清楚的．若考慮到只需最后結(jié)果，則對(duì)于某些中間計(jì)算過(guò)程也可以只用代數(shù)算式表示而不必計(jì)算出具體數(shù)值，由這些代數(shù)字母計(jì)算出最后結(jié)果的表達(dá)式，再代入具體數(shù)值而得出答案，這樣可以減少一些具體的計(jì)算．
解法二:由電烙鐵的額定電壓和額定功率可以求出電烙鐵的電阻為
電熱器熱效率問(wèn)題一
將一個(gè)標(biāo)有“220V400W”字樣的“熱得快”插入體積為0.5升、初溫為20℃的水中，此時(shí)由于是用電高峰，實(shí)際電壓為210伏，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下經(jīng)過(guò)9分10秒將水加熱至沸騰，求“熱得快”燒水時(shí)的熱效率（不計(jì)電阻值隨溫度的變化）。
思路點(diǎn)撥
不考慮電阻的電阻值隨溫度的變化，故可根據(jù)“熱得快”的額定電壓和額定功率而求得其電阻，進(jìn)而求得此“熱得快”在實(shí)際電壓210V下的實(shí)際功率．由此可求得它在給定時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量．另一方面，由水的質(zhì)量和溫度變化，可求出水的吸熱量．而吸熱量與上述發(fā)熱量的比值便是此“熱得快”燒水時(shí)的熱效率．
解法一
以U和P分別表示“熱得快”的額定電壓和額定功率，則它的電阻值為
在實(shí)際電壓U’=210V時(shí)，通電t=9min lOs，此熱得快所產(chǎn)生的熱量為
此時(shí)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)為100℃，則將20℃的水燒開(kāi)，水的升溫為△t=80℃．同時(shí)注意到體積為0．5L的水的質(zhì)量為0．5kg，則燒開(kāi)這些水時(shí)，水吸收的熱量為
Q2=cm△t=4．2×103×0．5×80J=1．68×105J
故得此“熱得快”燒水時(shí)的熱效率為
解法二
由于不考慮電阻值隨溫度的變化，則此“熱得快”在額定電壓 U下工作時(shí)和不足額定電壓的實(shí)際電壓U’下工作時(shí)其電阻值不變，而根據(jù)電功率的公式
可見(jiàn)同一電阻在不同電壓下發(fā)熱的電功率與其對(duì)應(yīng)電壓的平方成正比，則可根據(jù)這一比例關(guān)系求出“熱得快”在實(shí)際電壓U’下的實(shí)際功率．
以P’表示“熱得快”在電壓U’下工作的實(shí)際功率，則由上分析有
則此時(shí)“熱得快”在t=9min lOs內(nèi)所發(fā)的熱量為
Q1=P't=364×(60×9+10)J=2．00×105J(以下同解法一，略)
電熱器問(wèn)題一
1．市場(chǎng)銷售的電熱水壺有兩種形式，一種如圖所示，電熱元件在壺底下面的底座內(nèi)；另一種如圖所示，電熱元件在壺底之上，浸沒(méi)在水中。如果兩種水壺的耗電功率相同，壺內(nèi)水量也相同，那么[ ]
A．(a)壺的電熱元件在壺底下面，有利于水的對(duì)流，(a)壺中的水先沸騰。
B．(a)壺的電熱元件安放在底座內(nèi)，熱量損失較小。
C．(b)壺中的電熱元件被水包圍，熱量損失小，(b)壺中的水溫上升較快。
D．(b)壺的電熱元件體積較小，熱能的利用率較低。
思路點(diǎn)撥
由于兩種水壺消耗的電功率相同，則它們的電熱絲在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量是相等的．(a)壺的電熱元件放在壺底下，則其所產(chǎn)生的熱量將有一部分向空氣中散失，(b)壺中電元件浸沒(méi)在水中，則其所產(chǎn)生的熱量將全部被水吸收．可見(jiàn)在相同的時(shí)間內(nèi)(b)壺中水吸收的熱量較多．而兩壺水的質(zhì)量和初溫又都對(duì)應(yīng)相等，故(b)壺中的水溫上升較快．(b)壺的熱能利用率也就高于(a)壺的熱能利用率．
答案：C
2．冬天，李明同學(xué)插上電熱取暖器的插頭后發(fā)現(xiàn)室內(nèi)電燈變暗了。他用電壓表測(cè)量供電電壓，結(jié)果是，不接取暖器時(shí)的電壓是210伏，接上標(biāo)有“220V1000W”的電熱取暖器后電壓降為200伏，通過(guò)計(jì)算可以知道，供電電路中的電阻約為_(kāi)_____歐。
思路點(diǎn)撥
由電熱取暖器的額定電壓U0和額定功率P0可以求得出此電熱取暖器的電阻R的大小為
將上述電熱取暖器接入電路后，使電路的電壓由U1=210V降為U2=200V，這一電壓減小的原因是因?yàn)殡姛崛∨鹘尤牒螅ㄟ^(guò)輸電電路的電流增大了(其增大量就等于此時(shí)通過(guò)電熱取暖器的電流)，而這一電流增大又使消耗在輸電線路上的電壓增加，由于輸電線路上消耗的電壓與用電器所獲得的電壓的總和等于電源提供的電壓，因此輸電線路上消耗的電壓增加多少，用電器獲得的電壓就會(huì)減少多少．據(jù)此，可得解法如下：
此時(shí)通過(guò)電熱取暖器的實(shí)際電流為
答案：2．4
電熱器問(wèn)題三
淋浴用水的流量約為10升/分，合適的水溫約為50℃，用水時(shí)間約為4分鐘。電熱淋浴器有兩種設(shè)計(jì)，一種是淋浴時(shí)電流直接對(duì)于流動(dòng)的水加熱，另一種則備有水箱，待箱中的水加熱至合適的溫度后再淋浴。加熱前的水溫以20℃計(jì)。
①請(qǐng)根據(jù)上面提供的數(shù)據(jù)論證，第一種設(shè)計(jì)不適合大多數(shù)家庭的供電電路。
②如果水箱中的水恰好夠一個(gè)人淋浴用，供電電路允許的電流最大為10安，電加熱的效率為80％，這種條件下把水箱中的水加熱最少需多長(zhǎng)時(shí)間？
思路點(diǎn)撥
家用電熱淋浴器，如采用儲(chǔ)水式的，則它對(duì)加熱的電流的大小沒(méi)有一定的要求(電流較小時(shí)可在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)將儲(chǔ)水箱內(nèi)的水加熱至一定的溫度)，因而可采用不超過(guò)家庭照明電路允許的電流來(lái)進(jìn)行工作，顯然，這是可以的．但若采用無(wú)水箱式電熱淋浴器，由于它對(duì)電流的大小有一定的要求，而這一要求如果超過(guò)家用照明電路允許通過(guò)的最大電流，則此淋浴器便不能在此電路中工作．
本題的條件中，對(duì)于水的流量、水溫的變化都提出了一定的要求，如采用題述的第一種設(shè)計(jì)時(shí)，我們可以從按其流量和水溫度變化的要求來(lái)求出其所需電流的大小與供電電路所允許的最大的電流來(lái)進(jìn)行比較以確定該方案是否可行；也可以從電路允許的最大電流出發(fā)，設(shè)其流量達(dá)到要求，再看其水溫變化是否能滿足要求；還可以從電路允許的最大電流出發(fā)，設(shè)其水溫變化滿足要求，再看其流量是否能滿足要求．由此，本題有下述的多種解法．
答案：(1)從電流方面考慮
設(shè)此無(wú)水箱式淋浴器正常工作時(shí)通過(guò)的電流為I，則依題述在1min內(nèi)流過(guò)此淋浴器的水的質(zhì)量為
m=ρV=1×103×10×10-3kg=10kg
這些水流過(guò)淋浴器后，其溫度由t1=20℃升至t2=50℃，所需吸收的熱量為
Q=cmT(t2一t1)
=4．2×103×10×(50—20)J=1．26×106J
以上熱量由電熱提供，即
O=IUt
可見(jiàn)此無(wú)水箱式淋浴器若要正常工作，其所需電流為96A，這大大超過(guò)了家用照明電路允許的電流10A，即將它安裝在家用照明電路中是不行的．所以，第一種設(shè)計(jì)方案不適應(yīng)大多數(shù)家庭的供電電路．
(2)水箱中水的質(zhì)量
m＝ρV=1×103×10×10-3×4kg=40kg．
使水箱中水溫由t1升至t2所需的熱量
Q2=mc(t2一t1)
設(shè)加熱電路中以允許的最大電流I=10A加熱，則電流在時(shí)間△t內(nèi)提供焦耳熱為
Q1=IUΔt
由于加熱的效率為η=0．8，所以有
ηQ1=Q2
由上諸式解得
即在題給條件下把水箱中的水加熱到所需的溫度至少需要48min．
電熱器問(wèn)題二
電飯鍋的原理如圖所示。煮飯時(shí)開(kāi)關(guān)S是閉合的，紅色指示燈亮；飯熟后（當(dāng)時(shí)的溫度大約為103℃）保溫時(shí)開(kāi)關(guān)S自動(dòng)斷開(kāi)，黃燈亮。電阻R1的作用是保護(hù)紅色指示燈不致因電流過(guò)大而燒毀，與電飯鍋發(fā)熱板的等效電阻相比，二者的大小應(yīng)有什么關(guān)系？為什么？通常情況下用這種電飯鍋燒水時(shí)它的自動(dòng)斷電功能不起作用，這是為什么？
思路點(diǎn)撥
開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電阻R2和黃燈被短路，黃燈中無(wú)電流通過(guò)，不會(huì)發(fā)光．此時(shí)電源電壓全部加在發(fā)熱板和與之相并聯(lián)的由R1和紅燈串聯(lián)組成的支路上．由于紅燈只起指示作用．故其消耗的功率應(yīng)遠(yuǎn)小于發(fā)熱板所消耗的功率，即通過(guò)紅燈的電流應(yīng)遠(yuǎn)小于通過(guò)發(fā)熱板的電流．為此，應(yīng)使與紅燈串聯(lián)的電阻R1遠(yuǎn)大于發(fā)熱板的等效電阻．開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電阻R2和黃燈被接入電路中，黃燈中有電流通過(guò)，因而發(fā)光，并且此時(shí)由于黃燈和R2上分配了一定的電壓，則發(fā)熱板兩端的電壓將降低，則發(fā)熱板的功率將減小，這時(shí)發(fā)熱板發(fā)熱較少，起保溫作用．
答案:R1應(yīng)遠(yuǎn)大于發(fā)熱板的等效電阻．
因?yàn)榧t燈只起指示作用，則R1和紅燈消耗的功率應(yīng)遠(yuǎn)小于發(fā)熱板的功率，R1與紅燈串聯(lián)后組成的支路與發(fā)熱板并聯(lián)，所以流過(guò)R1和紅燈的電流應(yīng)遠(yuǎn)小于流過(guò)發(fā)熱板的電流，故R1應(yīng)遠(yuǎn)大于發(fā)熱板的等效電阻．
電熱毯?jiǎn)栴}一
1．從商店買來(lái)一個(gè)電熱毯，使用中有時(shí)感到溫度太高．現(xiàn)想用一個(gè)開(kāi)關(guān)和一個(gè)電阻把它改裝為兩檔使電熱毯的單位時(shí)間發(fā)熱量或?yàn)樵瓉?lái)的數(shù)值，或?yàn)樵瓉?lái)的一半，廠家說(shuō)明書只寫著額定電壓為220伏特，沒(méi)有其它電氣指標(biāo)，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)方案完成這項(xiàng)改裝。要求：
1．畫出電路圖；
2．導(dǎo)出所用電阻大小的計(jì)算式；
3．指明安裝時(shí)必須注意的問(wèn)題。
思路點(diǎn)撥
電熱毯的工作原理是利用電流通過(guò)電阻時(shí)發(fā)熱，即利用電流的熱效應(yīng)，電熱毯內(nèi)包裹著的就是用以通電的電阻一定的電阻絲，從電路的角度看，整個(gè)電熱毯就相當(dāng)于一個(gè)阻值一定的電阻，當(dāng)給它通電時(shí)，便按電阻發(fā)熱的規(guī)律
Q=I2Rt
發(fā)熱．為使其在相同時(shí)間內(nèi)發(fā)熱量變?yōu)樵瓉?lái)的一半，顯然應(yīng)該使通過(guò)它的電流變?yōu)樵瓉?lái)的，而電源電壓不變，這就需要增大整個(gè)電路的電阻，即應(yīng)取一恰當(dāng)電阻R’與電熱毯電阻R串聯(lián)．
又由于本題要求的是電熱毯在單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量，或?yàn)樵瓉?lái)的數(shù)值，或?yàn)樵瓉?lái)的一半，則對(duì)于所選用的電阻R’，應(yīng)該能根據(jù)需要，或者不接入電路，或者與R串聯(lián)接入電路．為此，在設(shè)計(jì)電路中在電阻_R’旁加入了一個(gè)與R’并聯(lián)的短路支路．
答案：(1)電路圖如圖，其中R表示電熱毯電阻，R’表示另外再接人的電阻．
(2)首先測(cè)出電熱毯的電阻R．
由上分析知要想使R上發(fā)熱功率為額定功率的一半時(shí)，通過(guò)其中的電流
電熱淋浴器問(wèn)題
一、電熱淋浴器分為儲(chǔ)水式和無(wú)水箱式兩種。儲(chǔ)水式淋浴器要用較長(zhǎng)時(shí)間把水箱中的水加熱，待水溫達(dá)到要求后用水箱中的熱水淋浴。無(wú)水箱式淋浴器使冷水流過(guò)電熱器就達(dá)到要求的溫度而立即從噴頭流出供淋浴。請(qǐng)你利用以下數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，家庭中不宜使用無(wú)水箱式電熱淋浴器。
冷水溫度 16℃
淋浴所需熱水溫度 38℃
淋浴所需熱水流量 4×10-3米3／分
水的比熱容 4.2×103焦耳／千克·度
家庭照明電路允許通過(guò)的最大電流約 5安培
思路點(diǎn)撥
本題要求的是用題給數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，一般家庭中不宜使用無(wú)水箱式電熱淋浴器．顯然，根據(jù)題給數(shù)據(jù)，我們可以算出在用無(wú)水箱式電熱淋浴器的情況下，使淋浴所用水的流量和溫度都達(dá)到要求時(shí)通過(guò)電路中的電流，將這一電流與家庭照明電路允許通過(guò)的最大電流進(jìn)行比較，便可對(duì)宜不宜使用無(wú)水箱式電熱淋浴器作出判斷．
答案：使用無(wú)水箱式電熱淋浴器時(shí)，每秒鐘需加熱的水的質(zhì)量為
將題給各已知數(shù)據(jù)代人上式可得I=28A
此值遠(yuǎn)大于題給5A的限制，所以家庭不宜使用無(wú)水箱式電熱淋浴器．
以上解法是假設(shè)其流量和水溫滿足要求而由其所需電流作出判斷．事實(shí)上，對(duì)于本題也可以假設(shè)在其允許的最大電流的情況下，再假設(shè)其流量和溫度中有一個(gè)量滿足要求而求出其另一個(gè)量是否能滿足要求而作出判斷．
電磁鐵問(wèn)題一
小華利用自己繞制的電磁鐵設(shè)計(jì)了一個(gè)能使甲、乙兩燈交替發(fā)光的電路，電磁鐵及電路圖如圖所示。你認(rèn)為在開(kāi)關(guān)閉合后實(shí)際會(huì)看到什么現(xiàn)象？請(qǐng)把更正后的電磁鐵及電路畫在圖的空白處。（Ａ、Ｂ為帶活動(dòng)觸點(diǎn)的接線柱，Ｂ、Ｃ間為鐵片）
?
思路點(diǎn)撥
小華自制電磁鐵兩臂上線圈的繞向錯(cuò)了，如在圖中，開(kāi)關(guān)閉合后電流通過(guò)電磁鐵的線圈時(shí)，由右手螺旋定則可以判斷出：圖中電磁鐵下方臂上的線圈中的電流使電磁鐵下臂的右端成為磁體的此極，圖中電磁鐵上方臂上的線圈中的電流使電磁鐵上臂的右端成為磁體的北極．而電磁鐵中的磁場(chǎng)是由上述兩個(gè)線圈所形成的磁場(chǎng)疊加而形成的，由于上述兩磁場(chǎng)的方向相反，所以它們互相抵消，這樣導(dǎo)致線圈中有電流時(shí)，整個(gè)電磁鐵的磁場(chǎng)也為零．它無(wú)法對(duì)鐵片產(chǎn)生吸引作用．因此，在圖中，天關(guān)S閉合后，電流由電源正極出發(fā)，經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)S、電磁鐵線圈、燈甲而回到電源負(fù)極．此時(shí)，鐵片不動(dòng)，電路不發(fā)生變化，故甲燈持續(xù)發(fā)亮而乙燈不亮．
若將圖中電磁鐵線圈的繞向更正過(guò)來(lái)后再閉合開(kāi)關(guān)，它仍不能達(dá)到使甲、乙兩燈交替發(fā)光的目的．原因是此時(shí)是電磁鐵將對(duì)鐵片產(chǎn)生吸引，由圖可見(jiàn)，鐵片被吸引過(guò)來(lái)后，甲燈的電路未被截?cái)喽覠舻碾娐芬脖唤油耍⑶译姶盆F的電路也并不因此截?cái)啵浯判圆幌В瑒t鐵片被吸過(guò)去后就不會(huì)被彈回，這樣此后電路也不會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致甲乙兩燈持續(xù)同時(shí)發(fā)光．
答案:看到的現(xiàn)象是：甲燈持續(xù)發(fā)光，乙燈不發(fā)光．
正確的電路圖和電磁鐵線圈的繞線如左圖(右圖)所示．
引申拓展
下面以左圖的電路為例，說(shuō)明其使甲、乙兩燈交替發(fā)光的工作過(guò)程．閉合開(kāi)關(guān)S后，電路中首先出現(xiàn)的電流的途徑是
顯然，此時(shí)乙燈亮，甲燈不亮，由于電磁鐵有磁性，將吸引鐵片向電磁鐵靠攏，鐵片與接線柱B分離而改與接線柱A接通，由此使電路中的電流途徑改變?yōu)?br/>電源正極一并關(guān)S－鐵片一接線柱A一甲燈一電源負(fù)極。此時(shí)乙燈和電磁鐵線圈中均無(wú)電流，故甲燈亮，乙燈不亮，且由于電磁鐵線圈中電流消失，則其磁性消失，電磁鐵不再吸引鐵片，鐵片將脫離電磁鐵而彈開(kāi)，這樣將與接線柱A分離而改與接線柱B接通．由此電路又回到前一狀態(tài)而形成連續(xù)不斷的循環(huán)．
電磁鐵問(wèn)題二
1．如圖所示，Ｌ是電磁鐵，在Ｌ正上方用彈簧懸掛一條形磁鐵，設(shè)電源電壓不變，閉合電鍵Ｓ待電磁鐵穩(wěn)定后，當(dāng)滑動(dòng)變阻器Ｒ的滑片Ｐ由上向下緩緩地滑動(dòng)過(guò)程中，彈簧的長(zhǎng)度將（　）　　Ａ．變長(zhǎng)　　Ｂ．變短　　Ｃ．先變長(zhǎng)后變短　　Ｄ．先變短后變長(zhǎng)
思路點(diǎn)撥
圖所示的電路中，滑動(dòng)變阻器的電阻被滑片P分成上下兩部分，這兩部分再并聯(lián)而成為整個(gè)電路的一部分，設(shè)以R并表示這部分并聯(lián)電阻．顯然有：
當(dāng)滑片P接于變阻器的最上端時(shí)，R并=0；
當(dāng)滑片P接于變阻器的正中央時(shí)，R并不等于零，且有最大值；
當(dāng)滑片P接于變阻器的最下端時(shí)，R并=0．
由上可見(jiàn)在滑片P由變阻器的最上端移至最下端的過(guò)程中， R并經(jīng)歷了先增大后減小的過(guò)程，則整個(gè)電路的總電阻也經(jīng)歷了先增大后減小的過(guò)程，由此通過(guò)電磁鐵線圈的電流將先減小后增大．由通過(guò)電磁鐵線圈中電流的方向可判斷出電磁鐵的磁北極在其上端，它與彈簧懸掛的條形磁鐵的北極將互相排斥．當(dāng)電磁鐵中電流大時(shí)，兩者間的排斥力大，懸掛條形磁鐵的彈簧就會(huì)變短．
由于本題中電磁鐵的磁場(chǎng)是先變?nèi)鹾笞儚?qiáng)，所以懸掛條形磁鐵的彈簧將先變長(zhǎng)后變短．
答案:C
2．實(shí)驗(yàn)室有一個(gè)舊的直流電源，其輸出端的符號(hào)模糊不清，無(wú)法分辨正負(fù)極。小明設(shè)計(jì)了下面的判斷電源兩極的方法。在桌面上放一個(gè)小磁針，在磁針東面放一個(gè)螺線管，如圖所示。閉合開(kāi)關(guān)后，磁針指南的一端向東偏轉(zhuǎn)。下述判斷正確的是： [ ]
A．電源A端是正極，在電源內(nèi)電流由A流向B
B．電源A端是正極，在電源內(nèi)電流由B流向A
C．電源B端是正極，在電源內(nèi)電流由A流向B
D．電源B端是正極，在電源內(nèi)電流由B流向A
思路點(diǎn)撥
在圖中，閉合開(kāi)關(guān)后，磁針南極向螺線管左端靠攏，說(shuō)明此通電螺線管左端為北極，根據(jù)圖中螺線管的繞向．由右手螺旋定則可判斷出此時(shí)流過(guò)螺線管的電流方向?yàn)樽月菥€管右端流入而自管左端流出．由此可以一判定：電源的B端為正極，在電源內(nèi)部的電流由A流向B．
答案:C
電能表問(wèn)題一
某家的電度表表盤如圖所示。室內(nèi)安裝了60瓦的電燈4盞，90瓦的電視機(jī)一臺(tái)，105瓦的音響一臺(tái)，另有一臺(tái)電冰箱，銘牌上的功率值看不清。為了測(cè)出這臺(tái)電冰箱的功率，先停止使用其它電器，然后將電冰箱接在電壓為220伏的電源上，開(kāi)機(jī)工作4分鐘，電度表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過(guò)13圈，請(qǐng)求出這臺(tái)電冰箱的功率值。如果這個(gè)家庭平均每天使用電燈、音響、電視機(jī)各2小時(shí)，而冰箱有1／4的時(shí)間處于開(kāi)機(jī)工作狀態(tài)，則一個(gè)月（30天）耗電多少度？將月底的表盤數(shù)填入圖中。
思路點(diǎn)撥
由電度表表盤上的示數(shù)“1950r／kWh”知在通過(guò)此電度表用電的電路中，每消耗1度電(即lkWh)則此電度表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)1950轉(zhuǎn)．據(jù)此可求得電冰箱開(kāi)機(jī)4min所消耗的電能及其對(duì)應(yīng)的功率．而知道全家其他用電器的功率及其使用的時(shí)間，則可以求出其消耗的電能．
答案：電度表轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)表示消耗的電能為
此家其他用電器的總功率為
電路分析問(wèn)題一
某同學(xué)按圖所示的電路圖連接電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．若圖所示的實(shí)驗(yàn)器材中，燈Ｌ１、Ｌ２完全相同，且不考慮溫度對(duì)燈的電阻的影響．實(shí)驗(yàn)時(shí)，該同學(xué)把滑動(dòng)變阻器Ｒ的滑片Ｐ移到Ａ、Ｂ、Ｃ三個(gè)位置，并記下各電表的示數(shù)，表1記錄是該同學(xué)測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．過(guò)一段時(shí)間，這位同學(xué)發(fā)現(xiàn)燈Ｌ１、Ｌ２的亮度都發(fā)生變化，為了探究其原因，于是這位同學(xué)又將滑片Ｐ移到Ａ、Ｂ、Ｃ三個(gè)位置附近，測(cè)得各電表的示數(shù)如表2所示．
表1　第一次實(shí)驗(yàn)測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
Ａ１表示數(shù)／安
Ａ２表示數(shù)／安
Ａ３表示數(shù)／安
Ｖ１表示數(shù)／伏
Ｖ２表示數(shù)／伏
1
0.36
?
0.48
4.80
1.20
2
0.30
　
0.40
4.00
1.00
3
0.24
　
0.32
3.20
0.80
　　表2　第二次實(shí)驗(yàn)測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
Ａ１表示數(shù)／安
Ａ２表示數(shù)／安
Ａ３表示數(shù)／安
Ｖ１表示數(shù)／伏
Ｖ２表示數(shù)／伏
4
0.40
0.40
0.32
4.80
0.80
5
0.38
0.38
0.30
4.56
0.76
6
0.30
0.30
0.24
3.60
0.60
　　表3　第三次實(shí)驗(yàn)測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
Ａ１表示數(shù)／安
Ａ２表示數(shù)／安
Ａ３表示數(shù)／安
Ｖ１表示數(shù)／伏
Ｖ２表示數(shù)／伏
7
1.20
1.20
0.96
2.40
2.40
8
1.00
1.00
0.80
2.00
2.00
9
0.75
0.75
0.60
1.50
1.50
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，回答下列問(wèn)題：　　（1）根據(jù)表1中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請(qǐng)通過(guò)分析、歸納完成表1中“Ａ２表示數(shù)”下的空格．　　（2）根據(jù)表1、表2中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請(qǐng)通過(guò)比較，分析，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)時(shí)燈Ｌ1、Ｌ２亮度的變化及原因．　　（3）若該同學(xué)在探究燈Ｌ1、Ｌ２亮度的變化及原因時(shí)，測(cè)得各電表的示數(shù)如表3所示，請(qǐng)說(shuō)明在這種情況下，燈Ｌ1、Ｌ2亮度的變化及原因．思路點(diǎn)撥

由于電壓表的電阻可視為無(wú)限大而電流表的電阻可視為零，故在電路分析時(shí)，可將電壓表處視為斷路而電流表處則視為短路，據(jù)此，將圖中的電壓表和電流表先行取出，則圖的電路等效地變?yōu)樯蠄D所示的電路，由圖可見(jiàn)，R1、L1、R2、L2所在的部分電路實(shí)際上就是R1與L1并聯(lián)、R2與L2并聯(lián)，再由這兩個(gè)并聯(lián)部分串聯(lián)而成．結(jié)合圖可見(jiàn)，電壓表 V1量得的是上述串聯(lián)電路的總電壓，而電壓表V2量得的則是電阻R2兩端的電壓，即上述兩并聯(lián)部分的第二個(gè)并聯(lián)部分的電壓，電流表A1與燈L1串聯(lián)，它量得的是通過(guò)燈L1的電流，電流表A3與電阻R2串聯(lián)，它量得的是通過(guò)R2的電流，電流表A2量得的則是整個(gè)電路中的總電流．將電流表、電壓表補(bǔ)畫入圖中，則得到圖所示的電路，顯然，這一電路和圖仍然是完全等效的．
答案:(1)在圖中，以I1、I2、I3分別表示電流表Al、 A2、A3的示數(shù)，U1、U2分別表示電壓表V1、V2的示數(shù)，并且注意到Ll、L2完全相同，則流過(guò)燈L2的電流為
則電流表A2的示數(shù)為
以I21、I22、I23分別表示表1中三次實(shí)驗(yàn)A2的示數(shù)，并以各對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)代入上式則可得到
(2)由表2的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可見(jiàn)，在第4、5、6次實(shí)驗(yàn)中，A1表的示數(shù)和A2表的示數(shù)總是對(duì)應(yīng)相等，由圖可見(jiàn)，這只可能是電阻R1斷路或者是電燈L1被短路，而若是L1被短路，則應(yīng)有電壓表V1和V2的示數(shù)相等，又由表2中看到這兩個(gè)示數(shù)并不相等，所以電路出現(xiàn)的變化(由此引起燈L1、L2的亮度發(fā)生變化)的原因只可能是電阻R1斷路．
由于R1斷路導(dǎo)致兩燈的亮度變化情況是：L1變亮、L2變暗．這是由于：R1斷路使R1和L1并聯(lián)這部分的電阻增大，而R2與 L2并聯(lián)的部分并未發(fā)生變化，由此L1分得的電壓將增多，L2分得的電壓將減少，從而使前者變亮后者變暗．
(3)若該同學(xué)在探究燈L1、L2亮度變化及其原因時(shí)，測(cè)得的各電表示數(shù)如表3所示．則表3顯示的是各組對(duì)應(yīng)的電流表A1和 A2的示數(shù)相等，電壓表V1和V2的示數(shù)相等，同(2)的分析可知，這一故障是由于燈L1被短路而形成的．
由于L1被短路導(dǎo)致兩燈亮度的變化情況是：L1熄滅，L2變亮．這是由于：燈L1被短路當(dāng)然熄滅，燈L2則由于得到的電壓變?yōu)樵瓉?lái)燈L1、L2兩者所得電壓之和而變大了，故變亮了．
電路分析問(wèn)題三
在四個(gè)外型完全一樣的電阻中，有三個(gè)電阻的阻值完全相同，為了挑出那只阻值不同的電阻，并確定它的阻值是偏大還是偏小，小華設(shè)計(jì)了如圖所示的電路。閉合開(kāi)關(guān)后，他發(fā)現(xiàn)電流由Q流向P，電流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn)。請(qǐng)你幫助他完成實(shí)驗(yàn)，并回答他是如何得到結(jié)果的？（要求寫出實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，過(guò)程要盡量簡(jiǎn)便。）
答案：將電阻a 、c的位置交換。
（1）如果電流計(jì)的指針仍向右偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明a、c兩只電阻的阻值相同，再將a 、d兩只電阻的位置交換。
①?如果電流計(jì)的指針仍向右偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明a、d兩只電阻的阻值也相同，則b是那只阻值不同的電阻，且其值偏小。
② 如果電流計(jì)的指針改為向左偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明d是那只阻值不同的電阻，且其值偏大。
（2）如果電流計(jì)的指針改為向左偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明a、c兩只電阻中有一只電阻的阻值與其他電阻不同，再將a、d兩只電阻的位置交換 。
①如果電流計(jì)的指針仍向左偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明a、d的阻值相同，則c是那只阻值不同的電阻，且其值偏小。
②如果電流計(jì)的指針改為向右偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明a是那只阻值不同的電阻,且其值偏大。
電路分析問(wèn)題二
1．在圖所示的電路中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器Ｒ的滑片Ｐ從Ｂ向Ａ滑動(dòng)的過(guò)程中，電壓表Ｖ１、Ｖ２示數(shù)的變化量的值分別為ΔＵ１、ΔＵ２，則它們的大小相比較應(yīng)該是（　）
Ａ．ΔＵ１＜ΔＵ２　　Ｂ．ΔＵ１＞ΔＵ２　　Ｃ．ΔＵ１＝ΔＵ２　　Ｄ．因?yàn)闊o(wú)具體數(shù)據(jù)，故無(wú)法比較
思路點(diǎn)撥
在圖所示的電路中，變阻器R的滑片P左端部分的電阻被短路，滑片P右端部分的電阻與電阻R1并聯(lián)形成電流的通路，這部分并聯(lián)部分再和電阻R3和R4依次串聯(lián)，以U1、U2、U3分別表示這三部分的電壓，以U0表示電源的總電壓，則應(yīng)有
U0=U1+U2+U3
當(dāng)滑片P由B向A滑動(dòng)時(shí)，并聯(lián)部分的電阻減小，全電路的總電阻隨之減小，電路中的總電流增大，由于R2、R3不變，則U2、 U3隨之增大，由于電源總電壓不變，則并聯(lián)部分的電壓U1必然減小，且其減少量△U1的大小應(yīng)等于U2和U3的增加量△U2、△U3之和．可見(jiàn)△U1的大小應(yīng)比△U2的大小大一些．
答案:B
2．在圖所示的電路中，Ａ、Ｂ、Ｃ分別表示電流表或電壓表，它們的示數(shù)以安或伏為單位．當(dāng)電鍵Ｓ閉合后，Ａ、Ｂ、Ｃ三表示數(shù)分別為1，2，3時(shí)，燈Ｌ１、Ｌ２正好均正常發(fā)光．已知燈Ｌ１、Ｌ２的額定功率之比為3∶1，則可判斷（　）　　Ａ．Ａ、Ｂ、Ｃ均為電流表　　Ｂ．Ａ、Ｂ、Ｃ均為電壓表　　Ｃ．Ｂ為電流表，Ａ、Ｃ為電壓表　　Ｄ．Ｂ為電壓表，Ａ、Ｃ為電流表
思路點(diǎn)撥
若三表均為電流表，則電路短路，兩燈均不會(huì)正常發(fā)光，可見(jiàn)選項(xiàng)A不對(duì)．
若三表均為電壓表，則由于電壓表電阻很大，全電路相當(dāng)于斷路，兩燈也不會(huì)發(fā)光，可見(jiàn)選項(xiàng)B不對(duì)．
若B為電流表，A、C為電壓表，則兩燈串聯(lián)，此時(shí)兩燈功率之比．應(yīng)為
可見(jiàn)選項(xiàng)C不對(duì)．
若B為電壓表，A、C為電流表，則兩燈并聯(lián)，此時(shí)兩燈功率之比應(yīng)為
這與題述比值相符，即選項(xiàng)D是對(duì)的．
答案:D
電路故障問(wèn)題一
1．如圖所示，閉合電健，兩個(gè)燈泡都不亮，電流表指針幾乎未動(dòng)，而電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn)，該電路的故障可能是 ( )
A．電流表壞了或未接好：
B．從a經(jīng)過(guò)L1到b的電路中有斷路。
C．L2燈絲燒斷燈座未接通。
D．電流表和L1、L2都?jí)牧恕?br/>思路點(diǎn)撥
在圖的電路中，閉合開(kāi)關(guān)后，電壓表指針有明顯的偏轉(zhuǎn)．(電壓表的偏轉(zhuǎn)實(shí)質(zhì)上是由于其內(nèi)有電流通過(guò)，不過(guò)通常通過(guò)電壓表的電流都很小而已)，表明至少由電源正極一開(kāi)關(guān)一電流表一電壓表一燈泡L2一電源負(fù)極所構(gòu)成的回路是導(dǎo)通的，但電流表的指針又幾乎不動(dòng)，表明此回路中的電流極其微小(因此也不能使燈泡 L2發(fā)光)．
就題述提供的各種可能故障看來(lái)，如果是電流表壞了或者未接好，或者是L2的燈絲燒斷或者燈座未接通，或者是電流表和燈泡L1、L2都?jí)牧耍@幾種情況都會(huì)導(dǎo)致上述的回路不導(dǎo)通，則電壓表的指針根本不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，故以上幾種故障都是不可能的，而若是從a經(jīng)過(guò)L1到b的電路中有斷路現(xiàn)象，則電路的電流只能由前述的回路中通過(guò)，由于電壓表的電阻很大，故此時(shí)電流是非常微小的，而正好形成了題述的現(xiàn)象．(反之，若從a經(jīng)過(guò)L1到b的電路中沒(méi)有斷路，則電流則可由電源出發(fā)，經(jīng)電流表和兩個(gè)燈泡而回到電源，由于燈泡的電阻不是很大，則電路中的電流不會(huì)很微小，這樣，電流表指針將有明顯的偏轉(zhuǎn)，燈泡也會(huì)發(fā)光)．
電路故障問(wèn)題二
1．在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中遇到斷路時(shí)，常常用伏特表來(lái)檢測(cè)。某同學(xué)連接如圖所示的電路，電鍵閉合后，電燈不亮，安培表無(wú)指示。這時(shí)用伏特表測(cè)得a、b兩點(diǎn)間和b、c兩點(diǎn)間的電壓均為零，而a、b間和b、d間的電壓均不為零，這說(shuō)明 [　 ]
A．電源接線柱接觸不良。 B．電鍵的觸片或接線柱接觸不良。
C．安培表接線柱接觸不良。 D．燈泡燈絲斷了或燈座接觸不良。
思路點(diǎn)撥
設(shè)有如圖的電路，其中各元件和電路連接都是好的，若將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，則電路中無(wú)電流，此時(shí)e、d、c各點(diǎn)的電勢(shì)相等，都與電源負(fù)極等電勢(shì)．而a、b兩點(diǎn)也電勢(shì)相等，它們是與電源正極等電勢(shì)．因此，b與c(或b與d，b與e)之間則有電勢(shì)差，其值等于電源電動(dòng)勢(shì)，
此時(shí)若以電壓表在各點(diǎn)間進(jìn)行測(cè)量，則測(cè)量的兩點(diǎn)是等電勢(shì)的兩點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)就是零，若測(cè)量的兩點(diǎn)是不等電勢(shì)的兩點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)就不是零．
把斷開(kāi)的S看成是一個(gè)閉合電路中的一處斷路故障，由以上分析便可借助于電壓表在電路中進(jìn)行檢測(cè)而確定斷路處的位置．這就是用電壓表檢測(cè)來(lái)查找斷路故障位置的道理．
根據(jù)以上原理和本題所陳述的檢測(cè)結(jié)果，容易看出本題的斷路處應(yīng)在圖的c、d兩點(diǎn)之間，即是燈泡的燈絲斷了或者是燈座的接觸不良．
答案：D
2．物理小組的同學(xué)們練習(xí)安裝照明電路，接通電源之前，老師將火線上的保險(xiǎn)絲取下，把一個(gè)額定電壓為220伏的燈泡作為檢驗(yàn)燈泡連接在原來(lái)安裝保險(xiǎn)絲的位置，同時(shí)要求同學(xué)將電路中所有開(kāi)關(guān)都斷開(kāi)。用這種方法可以檢查電路中是否有短路，在接通電源后，下列說(shuō)法中正確的是： [ ]
A．若檢驗(yàn)燈泡正常發(fā)光，表明電路連接無(wú)誤。
B．若檢驗(yàn)燈泡不亮，但將某一個(gè)用電器的開(kāi)關(guān)閉合后檢驗(yàn)燈泡正常發(fā)光，表明這個(gè)開(kāi)關(guān)的兩端直接連到了火線和零線上。
C．檢驗(yàn)燈泡不亮，但將某一個(gè)電燈的開(kāi)關(guān)閉合后，這個(gè)電燈和檢驗(yàn)燈泡都能發(fā)光，只是亮度都不夠，這表明電路中出現(xiàn)了短路現(xiàn)象。
D．不論將電路中用電器的開(kāi)關(guān)斷開(kāi)還是閉合，檢驗(yàn)燈泡均不發(fā)光，這表明電路中有短路。
思路點(diǎn)撥
當(dāng)檢驗(yàn)燈泡正常發(fā)光時(shí)，該燈泡兩端的電壓應(yīng)為220V,則此時(shí)一定是燈泡的一端與火線相接，另一端與零線相接．燈泡發(fā)光而亮度不夠，則加在燈泡上必有電壓，但此電壓應(yīng)小于220V，則此時(shí)應(yīng)該是檢驗(yàn)燈泡與另一電阻(如另一燈泡)串聯(lián)接在火線與零線之間．
答案：A情況表示電路中有零線與火線短路的情況；B表示燈亮?xí)r燈泡兩端應(yīng)分別與火線和零線相接，即該閉合的開(kāi)關(guān)兩端直接連到了火線和零線上；C表示檢驗(yàn)燈泡與另一燈泡串聯(lián)接在火線與零線之問(wèn)，這是一正常現(xiàn)象而不是表明電路中有短路現(xiàn)象；D表示該電路中有斷路現(xiàn)象．綜合以上可見(jiàn)本題正確答案為B．
電路設(shè)計(jì)問(wèn)題一
1．在圖的電路中，R為待測(cè)電阻，阻值約為5歐。給你的器材有：滑動(dòng)變阻器（2安，0～10歐）；電壓表，有2個(gè)量程，分別為0～3伏、0～15伏；電流表，有2個(gè)量程，分別為0～0.6安、0～3安；電池組為新干電池3節(jié)串聯(lián)。兩只電表的量程可采用以下4種選法，但為使測(cè)量時(shí)能較準(zhǔn)確地讀數(shù)，最后，兩只電表的量程應(yīng)采用 [ ]
A．0～0.6安和0～1.5伏。B．0～3安和0～15伏。
C．0～0.6安和0～3伏。D．0～3安和0～3伏。
思路點(diǎn)撥
電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，為了安全、準(zhǔn)確地測(cè)量和讀取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)該注意正確地選用有關(guān)的儀表，通常最值得注意的有兩點(diǎn)：首先要注意安全，即被測(cè)量的物理量的值不能超過(guò)所用儀表允許測(cè)量的最大值(即此儀表的量程)；其次要使被測(cè)量量能盡量清楚準(zhǔn)確地顯示出來(lái)，這就要求不能盲目地選用大量程的儀表而應(yīng)該根據(jù)被測(cè)量量的大小來(lái)選用適當(dāng)大小量程的儀表，例如有量程為10A的電流表和量程為1A的電流表各一只，要測(cè)量約為0．8A的電流的大小，顯然應(yīng)選用量程為1A的電流表來(lái)進(jìn)行測(cè)量，如果盲目地選大量程的表而選用了量程為10A的電流表去測(cè)量，此時(shí)盡管被測(cè)電流沒(méi)有超過(guò)此表的量程，是很安全的(即不會(huì)因超量程而損壞電表)，但被測(cè)電流相對(duì)于此表的滿偏電流來(lái)說(shuō)是太小了，則此時(shí)電流表的指針將偏轉(zhuǎn)很少，這是很難將其電流值讀準(zhǔn)的．
結(jié)合本題的實(shí)驗(yàn)電路和所提供的可供選擇的器材來(lái)考慮：電源為3節(jié)新電池串聯(lián)，則其所能提供的電壓為4．5V，由于有一滑動(dòng)變阻器與待測(cè)電阻串聯(lián)，注意到待測(cè)電阻約為5Q，滑動(dòng)變阻器最大阻值為10Q，則通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，可以使待測(cè)電阻上的電壓在1．5V至4．5V的范圍內(nèi)變化．這樣，為測(cè)量待測(cè)電阻兩端的電壓，電壓表的量程應(yīng)選用0～3V(如選用0～15)V量程，則測(cè)量待測(cè)電阻上電壓時(shí)電壓表指針偏轉(zhuǎn)都會(huì)太少，這樣讀數(shù)的誤差將太大而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果．而選用0～3V量程時(shí)，則可通過(guò)滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)，使加在待測(cè)電阻上的電壓在3V以內(nèi)變化，這樣，電壓的讀數(shù)誤差就小多了．而所測(cè)出的待測(cè)電阻的阻值，并不會(huì)因?yàn)榧釉谒鼉啥说碾妷盒×硕粶?zhǔn)．加在待測(cè)電阻兩端的電壓最大值限制為3V，則通過(guò)它的電流便被限制在約0．6A之內(nèi)，所以電流表的量程應(yīng)選0～0．6A．
由上可見(jiàn)，本題的C為正確選項(xiàng)。
答案：C
2.某醫(yī)院要安裝一種呼喚電鈴，使各病床的病人均可單獨(dú)呼叫，只要一按床頭的開(kāi)關(guān)，值班室的電鈴就響，且與該病床相對(duì)應(yīng)的指示燈亮，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出正確的連接方法。
思路點(diǎn)撥
按照要求，例如甲床頭只要按自己的開(kāi)關(guān)，則值班電鈴就響，與甲床對(duì)應(yīng)的指示燈就亮，可見(jiàn)，電源、開(kāi)關(guān)、電鈴和指示燈四者應(yīng)連接成一閉合電路．而乙床按其所對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)時(shí)，則應(yīng)該同樣有電鈴響，乙床的指示燈亮而甲床的指示燈不亮．可見(jiàn)在總的電路中，應(yīng)該是將每個(gè)病床的開(kāi)關(guān)與其對(duì)應(yīng)的指示燈連接起來(lái)組成一條支路，將所有這些支路關(guān)聯(lián)起來(lái)再與電源和電鈴串聯(lián)起來(lái)．
答案：如圖所示。
電路設(shè)計(jì)問(wèn)題三
電工師傅要在院子里裝一盞燈，燈泡與室內(nèi)的燈泡完全相同，并且共用一個(gè)開(kāi)關(guān)。他打算在閉合開(kāi)關(guān)時(shí)兩燈同時(shí)正常發(fā)光，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)兩燈同時(shí)熄滅。他要求一位學(xué)徒電工進(jìn)行操作。學(xué)徒電工把連接院子里電燈的兩根導(dǎo)線直接接到室內(nèi)電燈開(kāi)關(guān)的兩個(gè)接線螺絲上，結(jié)果沒(méi)有達(dá)到目的。請(qǐng)你在圖甲中畫出學(xué)徒電工安裝的電路圖，并說(shuō)明當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)和閉合時(shí)兩燈是否發(fā)光及亮度情況。然后在圖乙中畫出正確的電路圖。
思路點(diǎn)撥
由于通常所用燈泡的額定電壓均為220V，故本題的正確連接應(yīng)該是將兩燈并聯(lián)后接入220V電路中，而為使開(kāi)關(guān)能同時(shí)控制兩盞燈，則開(kāi)關(guān)應(yīng)安裝在此并聯(lián)電路的干路上．
答案:兩個(gè)電路如圖甲、乙所示．在甲圖中，開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，院子里的燈不發(fā)光，室內(nèi)燈正常發(fā)光；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，兩燈都發(fā)光，但都比正常發(fā)光暗很多．
電路設(shè)計(jì)問(wèn)題二
做電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)需要測(cè)量約0.5安的電流，但是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)當(dāng)時(shí)只有一個(gè)量程為0.3安的電流表。如果手邊有12伏學(xué)生電源、0～50歐的滑動(dòng)變阻器、電爐用的電阻絲，以及導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)，有什么簡(jiǎn)單辦法可以把電表的量程臨時(shí)地近似改為0.6安？畫出電路圖，簡(jiǎn)述操作步驟。
思路點(diǎn)撥
如圖，設(shè)有某一很小的電阻與電流表A并聯(lián)，當(dāng)它們接入電路中時(shí)，通過(guò)電流表的電流為I1，通過(guò)電阻R的電流為I2，通過(guò)這一并聯(lián)部分的總電流為I=I1+I2．顯然，若我們把圖中虛線框內(nèi)的整體視為一個(gè)新的電流表A’，則流過(guò)原電流表A的電流為I1時(shí)，流過(guò)新電流表A’的電流便為I(I=I1+I2)．若I1為A的量程，則I便為A’的量程．
答案:電路圖如圖
操作步驟：
(1)照?qǐng)D連接電路，滑動(dòng)變阻器的滑片放在電阻最大的位置，開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)，電阻絲的M端擰在電流表的一個(gè)接線柱上， N端暫時(shí)不連；
(2)閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表達(dá)到滿刻度；
(3)試看將電阻絲的不同位置連在電流表的另一個(gè)接線柱上，以改變接人電路中電阻絲的長(zhǎng)度，當(dāng)電流表達(dá)到半偏時(shí)(即電流表指針指在滿刻度一半的地方時(shí))將這個(gè)位置擰緊在接線柱上．
引申拓展
平時(shí)我們?cè)谶M(jìn)行電路計(jì)算時(shí)，通常都沒(méi)有考慮電流表的電阻，即認(rèn)為電流表的電阻是零．事實(shí)上，任何一個(gè)電流表都有它一定的電阻，只是這個(gè)阻值一般都很小(相對(duì)于電路中其它電阻來(lái)說(shuō))，因此將它忽略不計(jì)并不會(huì)對(duì)計(jì)算結(jié)果有明顯影響．而在本題中，要把電流表的量程擴(kuò)大，相當(dāng)于對(duì)電流表本身做一次改造，顯然這時(shí)是不能忽略它的電阻了．
本題做法的道理是：由于電流表的電阻遠(yuǎn)小于滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻，則當(dāng)再以一電阻絲與電流表并聯(lián)后，兩者并聯(lián)后的總電阻將比原電流表的電阻更小．而這樣對(duì)整個(gè)電路來(lái)說(shuō)，由于滑動(dòng)變阻器的滑片未動(dòng)，其接入電路的電阻未變，則相當(dāng)于整個(gè)電路的總電阻只發(fā)生了微小的可忽略的變化，即此時(shí)通過(guò)電路的總電流不變，仍為原來(lái)使電流表滿偏的電流．而此時(shí)電流表顯示的數(shù)字則只有原來(lái)的一半，表明另一半電流是由電阻絲中通過(guò)了(由并聯(lián)規(guī)律可以看到，此時(shí)電阻絲接入電路的電阻與原電流表本身的電阻相等)．這樣，把電阻絲和原電流表視為一個(gè)新的電流表，則這個(gè)新電流表的量程便是原電流表量程的2倍了．
電路設(shè)計(jì)問(wèn)題四
在一次實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量小燈泡兩端的電壓和流過(guò)它的電流。聰明而粗心的小剛連接了如圖所示的電路。同組的小林發(fā)現(xiàn)有錯(cuò)，主張拆了以后重新連接，可是時(shí)間來(lái)不及了，小剛眼珠一轉(zhuǎn)，在圖示電路中只增加了一根導(dǎo)線，電路就正常工作了。問(wèn)：
（1）如果閉合圖示電路中的開(kāi)關(guān)，電壓表的讀數(shù)約為多少？電流表的讀數(shù)約為多少？小燈泡發(fā)光情況如何？
（2）在圖中畫出小剛連接的那條導(dǎo)線。
思路點(diǎn)撥
根據(jù)實(shí)物圖，可以畫出其對(duì)應(yīng)的電路圖,如圖．此電路為小燈泡與定值電阻串聯(lián)后再與電流表并聯(lián)，然后這個(gè)并聯(lián)部分再分別與電壓表和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，由于電壓表的電阻很大，且它又是串聯(lián)在電路中，故此時(shí)若將開(kāi)關(guān)閉合，通過(guò)電路的電流將很小(接近為零)，電源的全部電壓都加在電壓表上，由此，電壓表的讀數(shù)將約為6V，電流表的讀數(shù)將約為零，小燈泡將不會(huì)發(fā)光．
由圖可以看到，為使電流表測(cè)得的是通過(guò)燈泡的電流，電壓表測(cè)得的是燈泡兩端的電壓，可將上圖改接為下圖，在下圖中，由于加接了一條導(dǎo)線而使得小燈泡和定值電阻間成了并聯(lián)關(guān)系，并且此時(shí)正好是電流表測(cè)得通過(guò)小燈泡的電流而電壓表測(cè)得小燈泡兩端的電壓．
答案: (1)在圖的電路中，若閉合開(kāi)關(guān)，電壓表的讀數(shù)約為6V，電流表的讀數(shù)約為零，小燈泡不發(fā)光．
(2)小剛連接那條導(dǎo)線后的實(shí)物圖如圖所示．
有些同學(xué)對(duì)看電路的實(shí)物圖不太習(xí)慣，特別是在這樣的圖上來(lái)分析電路中的有關(guān)變化關(guān)系更感棘手．而對(duì)于普通的電路圖則較為熟悉，因此，在遇到有關(guān)實(shí)物圖的問(wèn)題時(shí)，不妨如本題畫出其對(duì)應(yīng)的電路圖再來(lái)進(jìn)行分析和求解．
電路設(shè)計(jì)問(wèn)題六
太陽(yáng)能曬水箱中的水在冬天往往溫度不夠高，同學(xué)們?cè)谒渲屑友b了一個(gè)“220 V， 2000 W”的電熱管，并利用一個(gè)“6 V， 1W”的小燈泡和一段10Ω/m的電阻絲，為電熱管安裝了一個(gè)指示燈。
（1）畫出電熱管及指示燈的電原理圖。
（2）在同學(xué)們的方案中，小燈泡兩端的電壓是按5V設(shè)計(jì)的。對(duì)于指示燈來(lái)說(shuō)，這樣設(shè)計(jì)有什么好處？
（3）按上述設(shè)計(jì)，電阻絲需截用多長(zhǎng)的一段？
（4）安裝指示燈后，電熱管的實(shí)際功率是額定功率的百分之幾？
計(jì)算中可以認(rèn)為電熱管。小燈泡及電阻絲的電阻不隨溫度發(fā)生明顯變化.
思路點(diǎn)撥
小燈泡作為電熱管的指示燈，應(yīng)該是電熱管工作(電熱管中有電流通過(guò))時(shí)，小燈泡發(fā)亮，電熱管不工作(電熱管中沒(méi)有電流)時(shí)，小燈泡不發(fā)亮，即小燈泡中的電流應(yīng)隨電熱管中的電流有無(wú)而有無(wú)．為滿足這一要求，應(yīng)將小燈泡和電熱管串聯(lián)．
另一方面，還應(yīng)該注意一下電熱管和小燈泡正常工作時(shí)通過(guò)各自的電流大小．電熱管正常工作時(shí)，通過(guò)它的電流大小為
小燈泡正常工作時(shí)通過(guò)它的電流大小為
比較上述的I1和I2可知，不可以將小燈泡和電熱管簡(jiǎn)單地串起來(lái)就接在220V的電路中(如果這樣，通過(guò)小燈泡的電流必超過(guò)其額定電流而使小燈泡燒毀)，為使上述的串聯(lián)關(guān)系成立而又不致使通過(guò)小燈泡的電流過(guò)大，可以設(shè)法取另一電阻與小燈泡并聯(lián)，只要這一電阻的大小取值恰當(dāng)，便可將由電熱管流來(lái)的電流分流出一部分而使通過(guò)小燈泡的電流不超過(guò)其額定電流．
答案: (1)電熱管及指示燈的電原理圖如圖所示．
(2)指示燈兩端的電壓按5V設(shè)計(jì)，則實(shí)際工作時(shí)通過(guò)小燈泡的電流略小于小燈泡的額定電流，這樣可以延長(zhǎng)指示燈的使用壽命．
電熱管兩端的實(shí)際電壓
U’1=220V—5V=215V
通過(guò)電熱管的實(shí)際電流為
通過(guò)電阻絲的電流為
I3=I1’一I2’=8．884A—O．139A=8．745A
電阻絲的電阻值為
則所用電阻絲的長(zhǎng)度應(yīng)為
引申拓展
對(duì)于本題，有同學(xué)設(shè)計(jì)了如上圖的電路，這一電路雖保證了電熱管兩端的電壓為額定電壓，但指示燈卻不能顯示電熱管是否在正常工作．指示燈不亮?xí)r是指示燈所在支路中無(wú)電流，這時(shí)有兩種可能：一種可能是整個(gè)電路的干路出故障，電熱管兩端無(wú)電壓，電熱管不工作；另一種可能是指示燈所在支路斷路，但電路其他部分完好，則電熱管仍能正常工作．指示燈亮?xí)r，表示指示燈所在支流中有電流通過(guò)，這最多也只能表示電熱管兩端有電壓，卻不能表示電熱管中有無(wú)電流通過(guò)，即不管電熱管處是通路還是斷路，指示燈都能正常發(fā)光．所以，上圖的設(shè)計(jì)是不符合要求的．
電路設(shè)計(jì)問(wèn)題四
甲、乙兩處距離為Ｌ，其間鋪設(shè)了由兩根導(dǎo)線組成的電話線，每單位長(zhǎng)單根導(dǎo)線的電阻為r（r的單位為歐／米），乙處終端接有負(fù)載電阻。如果線路中途某處兩導(dǎo)線因絕緣層損壞而相連，為了找出相關(guān)位置，給你一臺(tái)電壓為Ｕ的直流穩(wěn)壓電源和一個(gè)量程合適的電流表，怎樣求出損壞處離甲端的距離和損壞處的接觸電阻？
思路點(diǎn)撥
本題需求出電話線被損壞的位置和損壞處的接觸電阻．已知電話線每單位長(zhǎng)度的電阻，但不知道乙處終端所接負(fù)載電阻的大小．為此我們?cè)诜治龉收蠒r(shí)，就可以有下面的考慮：①電話線的電阻要考慮，一段長(zhǎng)為l的電話線，就相當(dāng)于一個(gè)阻值為lr的電阻(注意不少題目中，輸電導(dǎo)線的電阻是不考慮的，但在這里卻不能忽略)；②既然不知道負(fù)載電阻的大小，且所求問(wèn)題又與負(fù)載電阻無(wú)關(guān)．故在解題中可以避開(kāi)負(fù)載電阻不予考慮；③由上兩點(diǎn)可以只取兩條電話線來(lái)研究，如圖，以A、A’表示兩電話線絕緣層破壞處，其間有接觸電阻 R。，此處至甲端每條電話線的電阻均為R甲，至乙端每條電話線的電阻均為R乙，而R甲、 R乙則分別與其對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度成比例．
答案:將電話線的乙端與負(fù)載電阻斷開(kāi)，設(shè)絕緣層破壞處與甲端相距為L(zhǎng)’，則該處與乙端相距為(L—L’)，而對(duì)應(yīng)于圖中則有R甲=L’r、R乙=(L—L’)r．
(1)將電話線的甲端和乙端分別斷開(kāi)，在乙處接上穩(wěn)壓電源(以 U表示其電壓)，將電流表串聯(lián)接人電路中，如圖所示，設(shè)此時(shí)所測(cè)得的電流為I1，則此時(shí)應(yīng)有
電路問(wèn)題一
1．圖中四個(gè)燈泡的連接方式是 [ ]
A．四燈串聯(lián)。 B．四燈并聯(lián)。
C．L2、L3、L4并聯(lián)，再與L1串聯(lián)。D．L1、L2、L3并聯(lián)，再與L4串聯(lián)。
思路點(diǎn)撥

在電路中，同一條導(dǎo)線(不論其長(zhǎng)短，只要其電阻可忽略不計(jì))的兩端可認(rèn)為是同一點(diǎn)(相當(dāng)于把這條導(dǎo)線縮短到兩端合為一點(diǎn)一樣，因?yàn)檫@條導(dǎo)線的電阻不計(jì)，則其長(zhǎng)短對(duì)電路中電流的大小并無(wú)影響)，由此我們把圖中同一條導(dǎo)線的兩端用同一個(gè)字母表示如圖．在圖中，燈L1、L2、L3的兩端都分別與A、B兩點(diǎn)相連，故圖又可等效地畫成為下圖．
答案：由圖可見(jiàn)， L1、L2、L3、L4四燈泡的連接是L1、L2、L3三燈并聯(lián)后再與燈L4串聯(lián)，故本題答案為D．
2．物理小組制作了一個(gè)自動(dòng)控制器，其中有一個(gè)調(diào)壓電路如圖所示，滑動(dòng)變阻器R的最大阻值是100歐，負(fù)載電阻R＇的阻值為100歐，A、B間電壓為10伏，保持不變。使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)這個(gè)電路的調(diào)壓范圍和原設(shè)計(jì)不符，檢查結(jié)果是圖中F處導(dǎo)線折斷，滑動(dòng)頭P由上向下移動(dòng)時(shí)，如果電路完好，CD兩端的電壓范圍應(yīng)是______伏至______伏；如果F點(diǎn)導(dǎo)線折斷，CD兩端的電壓范圍是______伏至______伏。
思路點(diǎn)撥
如果電路完好，當(dāng)滑片P接于R上端時(shí)，R’獲得最大電壓為 1OV，當(dāng)滑片P接于R下端時(shí)，R’被短路，R’獲得最小電壓為零．如果F點(diǎn)導(dǎo)線被折斷，當(dāng)滑片P接于R上端時(shí)，R’獲得最大電壓為1OV，當(dāng)滑片P接于R下端時(shí)，相當(dāng)于R’與R串聯(lián)后接于A、B之間，由于R’=R，故此時(shí)R’獲得最小電壓為U/2=5V．
答案:10，0，10，5
電路問(wèn)題二
如圖所示，將Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５五只阻值不等的電阻并聯(lián)后接在電源電壓為6伏的電路中，若電阻Ｒ1的阻值為50歐，Ｒ5為10歐，且Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３＞Ｒ４＞Ｒ５．當(dāng)電鍵Ｓ閉合后，可判斷電流表的示數(shù)范圍是____．
思路點(diǎn)撥
在圖所示的電路中，R2、R3、R4三個(gè)電阻的值越大，則整個(gè)并聯(lián)電路的電阻值越大，若R2、R3、R4三個(gè)電阻的值越小，則整個(gè)并聯(lián)電路的電阻值越小．若讓它們?nèi)”M可能大的值，它們都只可能接近R1(R1=50Ω)但必小于R1；若讓它們?nèi)”M可能小的值，它們都只可能接近R5(R5=10Ω)但必大于R5．
取R2=R3=R4=50Ω，則R1、R2、R3、R4、R5的并聯(lián)總電阻 R大滿足
代入數(shù)值得：R大=5．56Ω則電路中的總電流
取R2=R3=R4=10Ω，則R1、R2、R3、R4、R5的并聯(lián)總電阻 R小滿足
代入數(shù)值可解得：R小=2．38Ω則電路中的總電流
事實(shí)上以上解出的I大和I小都是這一電路中的電流可以接近但不能達(dá)到的值，故此電路中電流的取值范圍應(yīng)為
I大>I>I小
答案:2．52A>I>1．08A
白熾燈問(wèn)題一
1．白熾燈的燈絲斷了之后，如果再搭接上，還會(huì)發(fā)光。這時(shí)的耗電功率與原來(lái)相比。 [ ]
A．增加。
B．減少。
C．不變。
D．耗電功率比原來(lái)增加或減少由燈絲搭接的位置決定。
思路點(diǎn)撥
在電壓為U的電路中，白熾燈消耗的功率為
上式中R為白熾燈燈絲的電阻，當(dāng)白熾燈的燈絲斷了后搭上再用時(shí)，電路的電壓U不變，故其功率是否變化則由其電阻R的變化來(lái)決定．搭上后，接入電路中的燈絲的長(zhǎng)度減少，則其接入電路的電阻隨之減少，故此時(shí)電燈消耗的功率比原來(lái)消耗的功率應(yīng)該增加．
答案：A
2．白熾燈泡的燈絲常制成螺旋狀，這樣做的目的是 [ ]
A．便于燈絲散熱，防止燈絲熔斷。B．盡量減少燈絲的電阻。
C．減少燈絲散熱，提高燈絲的溫度。D．減少燈絲在高溫時(shí)的升華。
思路點(diǎn)撥
白熾燈泡的發(fā)光原理是利用電流通過(guò)燈絲時(shí)使燈絲發(fā)熱，而燈絲的溫度隨之升高達(dá)近千攝氏度的高溫并向外發(fā)光．將燈絲做成螺旋狀，正是使燈絲集中在相互比較靠近的地方以減少燈絲向外的散熱而提高燈絲的溫度．
答案：C
8．圖為一個(gè)白熾燈泡。正常工作時(shí)的電流約是 [ ]
　
A．0.27毫安。 B．270毫安。C．0.41安培。 D．0.11安培。
思路點(diǎn)撥
圖中標(biāo)出的字母“220—25”的意義是：此燈泡的額定電壓是220V，額定功率是25W，即此燈泡兩端電壓為220V時(shí)，它正常工作，其功率為25W，由電功率的公式
P=IU容易得到此時(shí)通過(guò)燈泡的工作電流為
答案：D
靜電問(wèn)題一
1．電視機(jī)的玻璃熒光屏表面經(jīng)常有許多灰塵，這主要是因?yàn)?[ ]
灰塵的自然堆積。
B．玻璃有較強(qiáng)的吸附灰塵的能力。
電視機(jī)工作時(shí)，屏表面溫度較高而吸附灰塵。
D．電視機(jī)工作時(shí)，屏表面有靜電而吸咐灰塵。
思路點(diǎn)撥
電視機(jī)工作時(shí)，屏的表面帶有少量靜電，靜電有吸塵作用，所以使電視機(jī)熒光屏的表面常積有灰塵．
對(duì)于本題，也可用“排除法”來(lái)求解．即用其他方面的知識(shí)把不正確的選項(xiàng)排除掉，則最后剩下的一個(gè)選項(xiàng)應(yīng)為正確答案(因?yàn)樵囶}說(shuō)明中已指出每題有且只有一個(gè)正確答案)．對(duì)于本題的錯(cuò)誤選項(xiàng)，可以按以下的思路來(lái)排除：若是灰塵的自然堆積，則其他地方也應(yīng)有同樣的堆積而不會(huì)是選在電視機(jī)熒光屏上堆積，可見(jiàn)選項(xiàng) A不對(duì)；若是由于玻璃有較強(qiáng)的吸附灰塵的能力，則其他地方上的玻璃(如窗玻璃)上也應(yīng)吸附很多灰塵，而事實(shí)并非如此，可見(jiàn)選項(xiàng) B是不對(duì)的；若是電視機(jī)工作時(shí)屏的表面溫度較高而吸附灰塵所致，憑我們接觸過(guò)(或?yàn)榇颂囟ㄈソ佑|一下)電視機(jī)工作時(shí)屏的表面可知，該時(shí)刻屏的溫度并不明顯高于環(huán)境溫度，可見(jiàn)選項(xiàng)C也是不對(duì)的．
由上排除了選項(xiàng)A、B、C，可見(jiàn)本題只可能選項(xiàng)D是對(duì)的．
答案：D
2．兩個(gè)完全相同的驗(yàn)電器，分別帶上不等量的異種電荷，現(xiàn)將它們的金屬球用一根絕緣的金屬導(dǎo)體接觸后分開(kāi)，則兩驗(yàn)電器的金屬箔（　）　　Ａ．張角一定都減小，且?guī)系攘慨惙N電荷　　Ｂ．張角一定都增大，且?guī)系攘慨惙N電荷　　Ｃ．張角一定是有一個(gè)增大，且?guī)系攘客N電荷　　Ｄ．張角一定是有一個(gè)減小，且?guī)系攘客N電荷思路點(diǎn)撥
兩個(gè)完全相同的驗(yàn)電器，分別帶有不等量的異種電荷，將它們接觸后再分開(kāi)，則相當(dāng)于兩驗(yàn)電器上的正、負(fù)電荷互相中和后，剩余的電荷再在兩驗(yàn)電器上平分，即兩驗(yàn)電器最后帶的是等量同種電荷．由此可以斷定：原來(lái)帶電量多的那個(gè)驗(yàn)電器的帶電量一定會(huì)減少，則其兩金屬箔的張角必定會(huì)減小，而原來(lái)帶電量少的那個(gè)驗(yàn)電器的帶電量則可能變得比其原來(lái)的帶電量多，也可能少，也可能相等，則其金屬箔的張角比原來(lái)的張角也可能大，也可能小，還可能相等，由于這一驗(yàn)電器所帶電的種類發(fā)生了改變，故該驗(yàn)電器金屬箔的張角是先合攏再?gòu)堥_(kāi)．
答案:D
靜電問(wèn)題二
如圖所示，將甲、乙兩個(gè)金屬半球殼合成一個(gè)球體，用一帶正電的小球靠近乙球殼，并將兩金屬半球殼分開(kāi)后撤走帶電小球．如果用一根絕緣導(dǎo)線連接甲、乙兩半球殼，則導(dǎo)線中（）
??Ａ．無(wú)電流通過(guò)，因兩半球均不帶電??Ｂ．無(wú)電流通過(guò)，因兩半球帶同種電荷??Ｃ．有瞬間電流通過(guò)，其方向由甲半球流向乙半球??Ｄ．有瞬時(shí)電流通過(guò)，其方向由乙半球流向甲半球
思路點(diǎn)撥
甲、乙兩半球殼靠在一起時(shí)，可以把它們視為一個(gè)導(dǎo)體．當(dāng)帶正電的小球靠近乙球殼時(shí)，由于靜電感應(yīng)，會(huì)使得甲球殼的左端帶正電，乙球殼的右端帶負(fù)電，如圖所示．此時(shí)若將兩半球殼分開(kāi)后再移走帶正電的小球，則甲半球殼帶有正電而乙半球殼帶有負(fù)電．如果再用導(dǎo)線將甲、乙兩球殼連通，則在連通后的瞬間，由于正負(fù)電荷的相互吸引，乙球殼上的負(fù)電荷將迅速移至甲球殼上與甲球殼上的正電荷中和，這一電荷移動(dòng)所形成的電流方向是由甲球殼流向乙球殼(負(fù)電荷定向移動(dòng)所形成的電流方向與它移動(dòng)的方向相反)．
答案:C

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