- 串联电路和并联电路
- 共3731题
三只灯泡L1、L2和L3的额定电压分别为1.5 V、1.5 V和2.5 V,它们的额定电流都为0.3 A。若将它们连接成图甲、图乙所示电路,且灯泡都正常发光。
(1)试求图甲电路的总电流和电阻R2消耗的电功率;
(2)分别计算两电路电源提供的电功率,并说明哪个电路更节能。
正确答案
解:(1)由题意,在图甲电路中:
电路的总电流I总=IL1+IL2+IL3=0.9 A
U路端=E-I总r=2.55 V
UR2=U路端-UL3=0.05 V
IR2=I总=0.9 A
电阻R2的消耗功率PR2=IR2UR2=0.045 W
(2)图甲电源提供的电功率P总=I总E=0.9×3 W=2.7 W
图乙电源提供的电功率P'总=I'总E'=0.3×6 W=1.8 W
由于灯泡都正常发光,两电路有用功率相等,而P'总<P总
所以,图乙电路比图甲电路节能
如图所示电路,R1=2 Ω,R2=3 Ω,R3=4 Ω。
(1)如果已知流过电阻R1的电流I1=3A,则干路电流多大?
(2)如果已知干路电流I=3 A,则流过每个电阻的电流多大?
正确答案
解:(1)并联电路的电压U=I1R1=3×2V =6V
流过电阻R2、R3的电流分别为
所以干路电流为I=I1+I2+I3=(3+2+1.5)A=6.5 A
(2)设并联电路总电阻为R,则
得
通过各个电阻的电流分别为:
直流电动机在生产、生活中有着广泛的应用。如图所示,一直流电动机和电灯
并联之后接在直流电源上,电动机内阻
,电灯灯丝电阻
,电源电动势
,内阻
。开关
闭合,电动机正常工作时,电压表读数为
。求:
(1)流过电源的电流。
(2)流过电动机的电流。
(3)电动机对外输出的机械功率。
正确答案
解:(1)电源的输出电压:
解得:
(2)对灯泡分析:
电动机与灯泡并联,电动机的电流
(3)电动机的输出功率
如图所示路中,电阻R1=R2=R3=6Ω,R4=12Ω,电容C=10μF,电源电动势E=12V,内阻不计。
(1)当电键S断开时,电容器下极板带何种电荷?电荷量是多少?
(2)从闭合电键S到电路稳定过程中,流过电流计G的电荷量是多少?
正确答案
解:(1)电键S断开时,电容器的电压即为R3的电压,设为U,则
且上极板电势高,故下极板带负电
电荷量为Q1=CU=4×10-5 C
(2)当电键S闭合后至稳定时
R1电压为
R3电压为
所以电容器两端电压为U'=U1-U3=2V
下极板电势高,故此时电容器下极板带正电,电荷量为Q2=CU'=2×10-5 C
所以通过电流计G的电荷量为△Q=Q1+Q2=6×10-5 C
在如图所示的电路中,电源为3个电池组成的电池组,每个电池的电动势为2V,内阻r=0.2 Ω,R1=6 Ω,R2=2 Ω,R3=3 Ω,求:
(1)当S断开时,电流表和电压表的读数;
(2)当S闭合时,电流表和电压表的读数。
正确答案
解:(1)S断开时,R1,R2串联
U=I(R1+R2)=0.70×8 V=5.6 V
即电流表读数0.70 A,电压表读数5.6 V
(2)S闭合后,R1,R3并联再和R2串联
R并=
总电流I总=
电流表读数为R1支路的电流:≈0.43 A
电压表读数U'=E-I总r=2×3 V-1.3×0.2×3 V≈5.2 V
如图所示电路,电源内阻,
,
,灯L标有“3V 1.5W”字样,滑动变阻器最大值为R,当滑片P滑到最右端A时,电流表读数为1A,此时
灯L恰好正常发光,试求:
(1)电源电动势E;
(2)当滑片P滑到最左端B时,电流表读数;
(3)当滑片P位于滑动变阻器的中点时,滑动变阻器上消耗的功率。
正确答案
(1) 6V (2) 2A (3) 1.92W
(1)当P滑到A时,R2被短路,如图甲所示,
由闭合电路欧姆定律得:=3V+1×(2+1)V=6V。
(2)当P在B点时,电路如图乙所示.此时电流表的读数为A=2A。
(3)当滑片P位于滑动变阻器中点时等效电路如图丙所示,由图知R2与右侧被电流表短接,在图甲所示电路中总电流为I=1A。
通过灯L的电流为A=0.5A,
通过变阻器R的电流为=0.5A,
由并联电路的特点可得:。
在图丙所示电路中并联部分电路的总电阻为:
并联部分电路的电压为:
V=2.4V。
滑动变阻器上消耗的功率为:W=1.92W。
如图所示电路中,电源电动势E=10 V,内阻不计,电阻R1=14 Ω,R2=6.0 Ω,R3=2.0 Ω,R4=8.0 Ω,R5=10 Ω,电容器的电容C=2μF。求:
(1)电容器所带的电荷量,并说明电容器哪个极板带正电;
(2)若R2突然断路,将有多少电荷量通过R5?电流的方向如何?
正确答案
解:(1)分析题中所给电路可知,电容器两端的电压即为a、b两点间的电势差
因为
设d点为零电势参考点,则φa=3 V,φb=8V
故Uc=5 V,电容器的下极板带正电,此时电容器带电荷量Q=CUc=1.0×10-5 C
(2)当R2突然断路后,UC'=U3'=2 V
此时电容器的上极板带正电,带电荷量Q'=CUC'=0.4×10-5 C
流过R5的电荷量为Q+Q'=1.4×10-5 C,电流的方向从a到b
三只灯泡L1、L2和L3的额定电压分别为1.5 V、1.5 V和2.5 V,它们的额定电流都为0.3 A。若将它们连接成图1、图2所示电路,且灯泡都正常发光,
(1)试求图1电路的总电流和电阻R2消耗的电功率;
(2)分别计算两电路电源提供的电功率,并说明哪个电路更节能。
正确答案
解:(1)由题意,在图1电路中:电路的总电流I总=IL1+IL2+IL3=0.9 A
=E- I总r=2.55 V
UR2=U路端-UL3=0.05 V
IR2= I总=0.9A
电阻R2消耗功率PR2=IR2UR2=0.045 W
(2)图1电源提供的电功率P总=I总E=0.9×3 W=2.7W
图2电源提供的电功率P′总=I′总E′=0.3×6W=1.8 W
由于灯泡都正常发光,两电路有用功率相等,而P′总<P总所以,图2电路比图1电路节能
如图所示,电源电动势E0=15 V,内阻r0=1Ω,电阻R1=30 Ω,R2=60Ω。间距d=0.2 m的两平行金属板水平放置,板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度B=1 T的匀强磁场.闭合开关S,板间电场视为匀强电场,将一带正电的小球以初速度v=0.1 m/s沿两板间中线水平射入板间.设滑动变阻器接入电路的阻值为Rx,忽略空气对小球的作用,取g=10 m/s2。
(1)当Rx=29 Ω时,电阻R2消耗的电功率是多大?
(2)若小球进入板间做匀速圆周运动并与板相碰,碰时速度与初速度的夹角为60°,则Rx是多少?
正确答案
解:(1)设R1和R2的并联电阻为R,有R= ①
R1两端的电压为:U= ②
R2消耗的电功率为:P= ③
当Rx=29Ω时,联立①②③式,代入数据,得P=0.6 W ④
(2)设小球质量为m,电荷量为q,小球做匀速圆周运动时,有:qE=mg ⑤ E= ⑥
设小球做圆周运动的半径为r,有qvB= ⑦
由几何关系有r=d ⑧
联立①②⑤⑥⑦⑧式,代入数据,解得Rx=54Ω ⑨
一台理想变压器原、副线圈匝数比为10:1,原线圈接u=100sin100πtV的交变电压,副线圈两端用导线接规格为“6V,12W”的小灯,已知导线总电阻r=0.5Ω,试求:
(1)副线圈应接几盏小灯?
(2)这些小灯又如何连接才能使这些小灯都正常发光?
正确答案
(1)4
(2)并联
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