16.如圖所示,電源電壓為12V,R0=60Ω,滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“50Ω  2A”,電流表的量程為“0~0.6A”,小燈泡上標(biāo)有“6V  3W”字樣.不考慮燈絲電阻變化,并保證電路安全.求:
(1)S閉合,S1、S2都斷開(kāi),滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍是多少?
(2)S、S1、S2都閉合,電路消耗的總功率最小值是多少?
(3)S、S1、S2都閉合,當(dāng)電路消耗的總功率最大時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值是多少?

分析 (1)S閉合,S1、S2都斷開(kāi),滑動(dòng)變阻器與L串聯(lián),電流表測(cè)電路中的電流,根據(jù)P=UI求出燈泡的額定電流,然后與電流表的量程和滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流相比較確定電路中的最大電流,此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小,根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻和電路中的總電阻,利用電阻的串聯(lián)求出變阻器接入電路中的最小阻值,然后得出答案;
(2)S、S1、S2都閉合,R0與滑動(dòng)變阻器并聯(lián),電流表測(cè)干路電流,當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)電路消耗的總功率最小,根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律求出兩支路的電流,利用并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出干路電流,再根據(jù)P=UI求出電路消耗的總功率最小值;
(3)S、S1、S2都閉合,當(dāng)電流表的示數(shù)最大時(shí)電路消耗的總功率最大,根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出通過(guò)滑動(dòng)變阻器的最大電流,利用并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值.

解答 解:(1)S閉合,S1、S2都斷開(kāi),滑動(dòng)變阻器與L串聯(lián),電流表測(cè)電路中的電流,
由P=UI可得,燈泡的額定電流:
IL=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A,
因串聯(lián)電路中各處的電流相等,且滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流為2A,電流表的量程為0~0.6A,
所以,電路中的最大電流I=0.5A,
由I=$\frac{U}{R}$可得,燈泡的電阻和電路中的總電阻分別為:
RL=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω,R=$\frac{U}{{I}_{大}}$=$\frac{12V}{0.5A}$=24Ω,
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
所以,滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值:
R滑小=R-RL=24Ω-12Ω=12Ω,
所以,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍是12Ω~50Ω;
(2)S、S1、S2都閉合,滑動(dòng)變阻器與R0并聯(lián),電流表測(cè)干路電流,
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)電路消耗的總功率最小,
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,
所以,兩支路的電流分別為:
I0=$\frac{U}{{R}_{0}}$=$\frac{12V}{60Ω}$=0.2A,I=$\frac{U}{{R}_{滑}}$=$\frac{12V}{50Ω}$=0.24A,
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,
所以,干路電流:
I=I0+I=0.2A+0.24A=0.44A,
電路消耗的總功率最小值:
P=UI=12V×0.44A=5.28W;
(3)由電流表的量程可知,干路中的最大電流為0.6A,則電路消耗的總功率最大,
此時(shí)通過(guò)滑動(dòng)變阻器的最大電流:
I′=I′-I0=0.6A-0.2A=0.4A,
滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值:
R′=$\frac{U}{{I}_{滑}′}$=$\frac{12V}{0.4A}$=30Ω.
答:(1)S閉合,S1、S2都斷開(kāi),滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍是12Ω~50Ω;
(2)S、S1、S2都閉合,電路消耗的總功率最小值是5.28W;
(3)S、S1、S2都閉合,當(dāng)電路消耗的總功率最大時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值是30Ω.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用,會(huì)確定電路中的最大電流和電路消耗的最小、最大功率是關(guān)鍵.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

6.一太陽(yáng)能熱水器內(nèi)裝有質(zhì)量為100kg,溫度為20℃的水,在陽(yáng)光照射一段時(shí)間后,水溫升高到80℃.已知水的比熱容c=4.2×103J/(kg•℃).
(1)熱水器中的水吸收了多少熱量?
(2)若改用煤氣來(lái)加熱這些水,需要完全燃燒多少千克煤氣?(煤氣的熱值q=4.2×107J/kg,假設(shè)煤氣放出的熱量全部被水吸收)

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題

7.小明和小雨通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究將物體浸入液體的過(guò)程中,容器底部受到液體壓力的變化情況.如圖所示,他們將重力分別為30N和40N的甲、乙兩個(gè)柱形物體,先后掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,并將其逐漸浸入同一薄壁柱形容器的液體中(液體不溢出).他們讀出測(cè)力計(jì)示數(shù)F,并測(cè)得容器底部受到液體壓力F,然后根據(jù)相關(guān)物理量計(jì)算出物體所受浮力F,將數(shù)據(jù)記錄在表一、表二中.
表一  物體甲的重力為30N
實(shí)驗(yàn)序號(hào)F(N)F(N)F(N)
1201030
2161434
3121838
482242
542242
表二  物體乙的重力為40N
實(shí)驗(yàn)序號(hào)F(N)F(N)F(N)
6301030
7251535
8182242
9103050
1083050
(1)小明分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1與6(或4與8或5與8)后得出結(jié)論:不同柱形物體浸入液體中,物體所受浮力相同,容器底部受到液體壓力相同.
(2)小雨分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2、3、4或6、7、8、9后得出初步結(jié)論:同一柱形物體浸入液體中,物體所受浮力越大,容器底部受到液體壓力越大.
(3)分析實(shí)驗(yàn)序號(hào)4與5(或9與10)的數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)測(cè)力計(jì)示數(shù)F不同,物體所受浮力F和容器底部受到液體壓力F均相同,出現(xiàn)這種情況的原因是:柱形物體與容器底接觸后,容器底對(duì)物體有支持力.
(4)兩位同學(xué)仔細(xì)分析表一(或表二)的數(shù)據(jù),并通過(guò)一定的計(jì)算,可知容器內(nèi)液體的重力為20N.
(5)分析實(shí)驗(yàn)序號(hào)2和7可以得出,容器底部受到液體壓力的增加量分別為14N和15N.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

4.如圖所示,電源電壓恒定,小燈泡標(biāo)有“3V  1.5W”字樣,滑動(dòng)變阻器電阻R1的阻值為0-27Ω,定值電阻R2的阻值為27Ω.當(dāng)干路開(kāi)關(guān)S閉合,S1、S2都斷開(kāi)且滑片移動(dòng)滑動(dòng)變阻器距離右端$\frac{1}{3}$處時(shí),燈L正常發(fā)光.
(1)燈泡L的電阻是多少;
(2)電源電壓是多少;
(3)當(dāng)S1斷開(kāi)、S2閉合時(shí),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使整個(gè)外電路消耗的功率最小,這個(gè)最小值是多少.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來(lái)源: 題型:填空題

11.在如圖所示的電路中,電源電壓保持不變.當(dāng)電鍵S斷開(kāi)或閉合時(shí),燈L不發(fā)光,電壓表V1、V2的示數(shù)始終相同,電路中只可能在電阻R、燈L處發(fā)生故障.
①則電路中的故障是燈L斷路或燈L斷路且電阻R短路.
②若用完好的燈L′替換燈L,當(dāng)電鍵S閉合后,電壓表V1的示數(shù)可能等于(選填“一定小于”、“可能等于”或“可能大于”)電壓表V2的示數(shù).

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

1.如圖所示,小明在做模擬“蹦極”的小實(shí)驗(yàn),一根彈性繩一端系一個(gè)小石塊,另一端固定在A點(diǎn).B點(diǎn)是彈性繩不系小石塊自然下垂時(shí)下端所在的位置,C點(diǎn)是小石塊從A點(diǎn)自由釋放后所能達(dá)到的最低點(diǎn),關(guān)于小石塊從A點(diǎn)到C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的說(shuō)法,正確的是( 。
A.小石塊減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能
B.從A點(diǎn)下落到B點(diǎn)的過(guò)程中,小石塊受到重力和彈力的作用
C.從B點(diǎn)下落到C點(diǎn)的過(guò)程中,小石塊的速度先增大后減小
D.小石塊在C點(diǎn)時(shí),受到平衡力的作用

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

8.如圖所示.電源電壓為72V,R1為定值電阻,R2為發(fā)熱電阻絲改成的滑動(dòng)變阻器,其上標(biāo)有“200Ω 3A”的字樣,電流表A1的量程為0~0.6A,電流表A2的量程為0~3A,燈泡上標(biāo)有“12V 3W”的字樣.求:
(1)燈泡正常工作時(shí)的電流是多大?
(2)閉合S,斷開(kāi)S1、S2,燈泡正常工作,R1的阻值多大?
(3)S、S1、S2均閉合時(shí),R2上消耗電功率的最小值和最大值分別為多少?

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來(lái)源: 題型:解答題

5.如圖所示,電阻R1的阻值為10Ω,閉合開(kāi)關(guān)S后,電流表的示數(shù)是1.2A;再閉合開(kāi)關(guān)S1,當(dāng)滑動(dòng)變阻器R接入電路的阻值為40Ω時(shí),求:
(1)電路的電源電壓;
(2)電流表的示數(shù);
(3)電路的總功率;
(4)在1min內(nèi)滑動(dòng)變阻器R消耗的電能.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題

7.如圖所示.將長(zhǎng)方體木塊(各個(gè)表面粗糙程度一樣)平放在粗糙程度相同的水平桌面上.小華沿直線水平拉動(dòng)木塊:
(1)小華用了1N的拉力,木塊靜止不動(dòng),此時(shí)木塊與水平面之間的摩擦力是1N;
(2)加大拉力,用2N的拉力,還是靜止不動(dòng),木塊與水平面之間的摩擦力是2N;
(3)用4N的拉力,木塊恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng),木塊與水平面之間的摩擦力是4N.
(4)將該長(zhǎng)方體木塊側(cè)放在粗糙程度相同的水平桌面上.小華沿直線水平拉動(dòng)木塊,此時(shí)木塊與水平面之間的摩擦力將不變;(填“增大”,“減小”或“不變”)再在將長(zhǎng)方體木塊下墊上幾根圓柱型鉛筆后仍然向右勻速水平拉,此時(shí)木箱受到的摩擦力減。ㄌ睢霸龃蟆保皽p小”或“不變”).

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案