初中物理串、并联电路的设计计算题

如图所示，灯L上标有“12V 3.6W”，定值电阻R₁的阻值为10欧，滑动变阻器R₂上标有“50Ω  1A”。

（1）闭合S₁、S₂，灯L正常发光。电流表、电压表的量程分别为0～3A，0～15V，求：①灯正常发光时的电阻；②滑动变阻器允许连入的阻值范围。
（2）断开S₁、S₂，用一个新的电源去替代原来的电源，电流表、电压表的量程分别为0～0.6A，0～3V。移动滑动变阻器的滑片过程中，要求两个电表先后均能达到满刻度，且电路正常工作。求允许替换电源的范围。

LED（发光二极管简称LED）是人类继爱迪生发明白炽灯之后最伟大的发明之一，它是一种新型节能、环保的光源产品。如图甲是一种常见的LED手电筒，发光元件由5个发光二极管并联组成，每个发光二极管的额定电流为30mA，它的能量是由可反复充电使用的电池提供，且LED 灯发光的颜色会随电压的变化而变化，如图丙表格所示。

请回答下列问题：
（1）这种LED手电筒正常工作时的总电流为多少?
（2）图乙是一个LED与50Ω的定值电阻R串联，已知电源电压为4.2V保持不变，闭合开关S，毫安表（为读数更精确的电流表）的读数为20mA，通过计算说明此时LED灯发出什么颜色的光？
（3）若图乙中，闭合开关S，R的实际功率为0.08W，求此时LED灯通电10min消耗的电能是多少焦耳?

在如图所示的电路中，电源电压不变，R₂为0～50Ω的变阻器，电流表与电压表为实验室常用的电流表与电压表。合上开关后，V表的示数为6V， A表的示数为2A， A₁的示数为0.5A，求:

(1)电阻R₁的阻值；
(2)通过变阻器R₂的电流；
(3)如果A表的量程为0～3A， A₁表的量程为0～0. 6A，为了不使电表损坏，变阻器连入电路的最小阻值R_min为多少?

如图电路，电源电压保持12V不变，标有“10V 4W”的灯泡L与滑动变阻器R串联接在电路中．闭合S，调节滑片P使灯泡L正常发光，此时灯泡L的电阻为多少？电路中的电流为多少？通电2min，变阻器R上产生的热量为多少？

小雯设计了一个测量物体重力的“托盘秤”，如图是原理示意图，其中的托盘用来放置被测物体，OBA是可绕O点转动的杠杆，R₁是压力传感器（其电阻值会随所受压力大小变化而变化，变化关系如下表），R₀为定值电阻,为显示重力大小的仪表（实质是一个量程为0—3V的电压表）。已知OB:OA=1:2，R₀=100Ω，电源电压恒为3V（忽略托盘、杠杆及压杆的重力）。

压力F/N	0	50	100	150	200	250	300
电阻R1/Ω	300	250	200	150	100	50	0

(1)托盘上没放物体时，压力传感器R₁的电阻值是  ______ Ω。
(2)当托盘上放被测物体时，电压表的示数如图所示，则此时压力传感器R₁上的电压是多少？

(3)第(2)题中被测物体的重力是多少？

如图所示电路，电源电压保持不变，电阻R₁=10Ω，滑动变阻器R₂的最大阻值为20Ω，小灯泡的额定电压为12V，闭合开关S，灯泡电阻不随温度变化。当开关S₁S₂都断开，滑动变阻器的滑片P滑动到中点时，电流表的读数为0.4A；当开关S₁S₂都闭合，滑动变阻器的滑片P滑动到最右端时，电流表的示数为0.9A，求：

（1）电源电压为多少？
（2）小灯泡的额定功率是多少？
（3）闭合开关S，调整开关S₁S₂和滑动变阻器，电阻R₁在一分钟消耗的最大电能为多少？

如图所示，灯泡L标有“8V  4W”的字样，开关S闭合，滑片P在中点时，电压表的示数为4V，灯泡正常发光（假定灯泡电阻不随温度变化而变化）．

求：（1）灯泡的电阻R_L；
（2）电源电压U_额；
（3）滑动变阻器的最大阻值R．

如图所示，电源电压为12V，并且保持不变，滑动变阻器R₁的最大阻值为18Ω，R₂为12Ω，小灯泡L上标有“6V 3W”字样．

（1）当S闭合，S₁、S₂都断开时，要使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路中的阻值为多大？
（2）闭合S、S₁、S₂，调节滑动变阻器，此时电流表示数为2.5A，求通电10min电流通过滑动变阻器做的功是多少？

汽车尾气是造成雾霾指数PM2.5升高的原因之一，某物理实验小组的同学们设计了如图所示的有害尾气排放检测电路，在一项针对某种有害尾气浓度进行的测试中，气敏电阻的阻值随有害尾气浓度变化的部分数据如下表所示，已知电源电压12V恒定不变，R₀为定值电阻，R为气敏电阻．

有害气体浓度/%Vol	…	5	7.5	10	12.5	15	…
R/Ω	…	5.2	3.9	3	2.5	2	…

（1）测试过程中，当电压表示数为7V时，电流表读数为1A，求电阻R₀的阻值；
（2）当这种有害尾气浓度增大到15%Vol时，求电压表的示数（结果保留一位小数）；
（3）当电路消耗的总功率为18W时，有害尾气浓度是多少．

实际测量中所使用的电流表是由小量程电流表改装而成的。图a中G是满偏电流（即小量程电流表允许通过的最大电流）I_g=3mA的电流表，其电阻R_g=10Ω，要把它改装为一个量程为3A的电流表（如图b），问：

（1）当通过小量程电流表的电流为满偏电流时，它两端的电压为多少;
（2）需要给它并联一个多大的电阻R₀；（计算结果小数点后保留两位数字）
（3设改装后的电流表的电阻为R，比较R与R₀的大小关系，并简单地说明理由。

如图甲所示的电路中，灯泡的额定电压为9V，灯泡的I-U关系如图乙
所示；电压表的量程为0～15v，电流表的量程为0～0.6A，变阻器R的最
大电阻为100Ω．求：

（1）只闭合S_l，灯泡正常工作，定值电阻R₀消耗的功率P₀=2.8W，R₀的电阻和电源电压．
（2）只闭合S₂，在电表的示数不超过量程，灯泡两端的电压不超过额定值的情况下，电路消耗的最大功率及变阻器连入电路中的最大电阻各为多少．

灯L标有“6V  3W”字样，滑动变阻器R₂的最大电阻为12Ω，R₁=12Ω，当开关S₁闭合，S₂、S₃断开，滑片P滑至滑动变阻器a端时，灯L恰好正常发光。试求：

（1）灯L正常发光时的电阻是大？
（2）电源电压是多少？
（3）当S₁、S₂、S₃都闭合且滑动变阻器滑片P滑到R₂中点时，电流表的示数和此时电路消耗的总功率各是多少？

小华家买了一个家用电吹风，如图甲所示，其简化电路如图乙所示，其中“选择开关”是可旋转的扇形金属片，请根据主要技术参数（如表）解答如下问题：（不考虑温度对电阻丝电阻的影响，计算结果保留一位小数）

（1）当吹冷风时，正常工作5min消耗的电能是多少？
（2）当选择开关置于何处（用图中的两个字母表示）时，电吹风吹热风？此时电路中的总电流是多大？
（3）当电路供电电压为200V时，电吹风电热丝的实际功率多大？

图中所示电路中，电源电压保持不变。当滑片P滑至A端，闭合开关S₁和S₂时，电流表的示数为I₁，电压表的示数为U₁；当滑片P滑至A端，只闭合开关S₁时，电流表的示数为I₂，电压表的示数为U₁′，电阻R₁消耗的电功率为P₁′；当滑片P滑至B端，只闭合开关S₁时，电流表的示数为I₃，电阻R₂消耗的电功率为P₂″，此时P₂″和P₁′ 恰好相等，且电阻R₃消耗的电功率为6 W。若U₁∶U₁′＝5∶1，求：

（1）I₁和I₂之比；
（2）R₁和R₃之比；
（3）滑片P滑至A端，只闭合开关S₁时，电阻R₂消耗的电功率。