分析 (1)知道燈泡的額定電壓和額定功率,根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出燈泡的電阻;當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S3都閉合時(shí),電路為L(zhǎng)的簡(jiǎn)單電路,電流表測(cè)電路中的電流,根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻,然后確定燈泡的電阻是否變化;當(dāng)S1閉合時(shí),燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中電阻為20Ω、60Ω時(shí)電路中的電流,根據(jù)P=I2R求出燈泡的電功率,然后得出燈泡的功率變化范圍;
(2)當(dāng)S2閉合時(shí),R1與R2串聯(lián),根據(jù)歐姆定律表示出滑片位于a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)R1兩端的電壓即可得出兩種情況下電路中的電流之比,根據(jù)P=I2R表示出兩種情況下滑動(dòng)變阻器的功率之比即可得出滑片位于a點(diǎn)、b點(diǎn)的阻值關(guān)系,根據(jù)電壓一定時(shí)電流與電阻成反比得出R1與P在b點(diǎn)時(shí)的阻值關(guān)系,根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和P=I2R結(jié)合阻值關(guān)系求出P在b點(diǎn)時(shí)R1的功率.
解答 解:(1)由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得,燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻:
RL=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{(10V)^{2}}{5W}$=20Ω;
當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S3都閉合時(shí),電路為L(zhǎng)的簡(jiǎn)單電路,電流表測(cè)電路中的電流,
由I=$\frac{U}{R}$可得,燈泡的電阻:
RL′=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{8V}{0.4A}$=20Ω=RL,所以燈泡的電阻是不變的;
根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻,然后確定燈泡的電阻是否變化
當(dāng)S1閉合時(shí),燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
所以,R2=20Ω和R2′=60Ω時(shí)電路中的電流分別為:
I=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{2}}$=$\frac{8V}{20Ω+20Ω}$=0.2A,I′=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{2}′}$=$\frac{8V}{20Ω+60Ω}$=0.1A,
燈泡的電功率分別為:
PL′=I2RL=(0.2A)2×20Ω=0.8W,
PL″=(I′)2RL=(0.1A)2×20Ω=0.2W,
所以,滑動(dòng)變阻器的阻值從20Ω到60Ω變化時(shí),燈泡的功率變化范圍為0.8W~0.2W;
(2)當(dāng)S2閉合時(shí),R1與R2串聯(lián),則滑片位于a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)電壓表的示數(shù)之比:
$\frac{{U}_{1}}{{U}_{1}′}$=$\frac{{I}_{a}{R}_{1}}{{I}_{R}_{1}}$=$\frac{{I}_{a}}{{I}_}$=$\frac{2}{1}$,
由P=I2R可得,兩種情況下滑動(dòng)變阻器的功率之比:
$\frac{{P}_{a}}{{P}_}$=$\frac{{{I}_{a}}^{2}{R}_{a}}{{{I}_}^{2}{R}_}$=($\frac{{I}_{a}}{{I}_}$)2×$\frac{{R}_{a}}{{R}_}$=($\frac{2}{1}$)2×$\frac{{R}_{a}}{{R}_}$=$\frac{4W}{3W}$,
解得:Ra=$\frac{1}{3}$Rb,
因電壓一定時(shí),電路中的電流與總電阻成反比,
所以,$\frac{{I}_{a}}{{I}_}$=$\frac{{R}_{1}+{R}_}{{R}_{1}+{R}_{a}}$=$\frac{{R}_{1}+{R}_}{{R}_{1}+\frac{1}{3}{R}_}$=$\frac{2}{1}$,
解得:R1=$\frac{1}{3}$Rb,
滑片P在b點(diǎn)時(shí)R1的功率:
P1=Ib2R1=Ib2×$\frac{1}{3}$Rb=$\frac{1}{3}$Pb=$\frac{1}{3}$×3W=1W.
答:(1)當(dāng)S1閉合時(shí),滑動(dòng)變阻器的阻值從20Ω到60Ω變化時(shí),燈泡的功率變化范圍為0.8W~0.2W;
(2)P在b點(diǎn)時(shí)R1的功率為1W.
點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用,利用比值法解答問(wèn)題時(shí)要注意各量之間的關(guān)系,不要顛倒.
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 甲:電磁鐵A、B的上端均為S極 | B. | 乙:A為N極,B為S極 | ||
C. | 丙:當(dāng)S閉合時(shí),燈亮,電鈴不響 | D. | 。簭椈蓽y(cè)力計(jì)向右移示數(shù)增大 |
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:填空題
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 移動(dòng)電話既能接收電磁波,也能發(fā)射電磁波 | |
B. | 無(wú)論何種信息的傳遞都需要介質(zhì) | |
C. | 微波通信、衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡(luò)通信都是利用無(wú)線電波傳遞信息 | |
D. | 風(fēng)能、水能既是一次能源,也是不可再生能源 |
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | B. | C. | D. |
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:填空題
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 太陽(yáng)能熱水器 | B. | 綠色植物的光合作用 | ||
C. | 正在使用的電暖氣 | D. | 水力發(fā)電站的發(fā)電過(guò)程 |
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