17.如圖,電源電壓為8V,燈泡銘牌“10V,5W”.當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S3都閉合時(shí),通過(guò)燈泡的電流為0.4A.
(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),求燈泡的功率變化范圍.
(2)當(dāng)S2閉合,滑片P從a點(diǎn)滑到b點(diǎn)時(shí),R1兩端的電壓變?yōu)樵瓉?lái)的$\frac{1}{2}$,滑動(dòng)變阻器的功率從4W變?yōu)?W,求滑片P在b點(diǎn)時(shí)R1的功率.

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.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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14.下列有關(guān)磁學(xué)的內(nèi)容中,分析正確的是( 。
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8.“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器攜帶“玉兔號(hào)”月球車(chē)在月球上軟著陸.月球車(chē)安裝有6個(gè)輕質(zhì)寬大的輪子,可以減小月球車(chē)對(duì)月球表面的壓強(qiáng),輪子表面凹凸不平,可以增大輪子與月球表面間的摩擦力.(以上均選填“增大”或“減小”)

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5.如圖甲所示,水平面上有一個(gè)質(zhì)量為50g,底面積為5×10-2m2的圓柱形薄壁容器,容器中裝有質(zhì)量為500g的水,現(xiàn)將一個(gè)質(zhì)量分布均勻、體積為5.0×10-5m3的物塊(不吸水)放入容器中,物塊漂浮在水面上,物塊浸入水中的體積為4.0×10-5m3.(g取10N/kg,水的密度ρ=1.0×103kg/m3
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(3)用力緩慢向下壓物塊使其恰好完全浸沒(méi)在水中(水未溢出),如圖乙,求此時(shí)水對(duì)容器底的壓強(qiáng).

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12.下列關(guān)于信息傳遞、能源等的說(shuō)法,正確的是(  )
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D.風(fēng)能、水能既是一次能源,也是不可再生能源

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2.如圖所示,是八年級(jí)12班物理興趣小組同學(xué),在研究冰的熔化過(guò)程中畫(huà)出的四幅熔化圖象,(設(shè)相同時(shí)間內(nèi)吸收的熱量相同),你認(rèn)為更符合實(shí)際的是( 。
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9.若一輛質(zhì)量為6×103Kg,汽油機(jī)效率為40%的6輪汽車(chē)在平直的公路上以108Km/h的速度勻速行駛,在行駛過(guò)程中收到的阻力等于車(chē)重的0.05倍,每個(gè)車(chē)輪與地面的接觸面積為0.02m2,(g=10N/Kg),若油箱內(nèi)還剩10L的汽油.(ρ汽油=0.75×103kg/m3,q汽油=4.6×107J/kg)
求:(1)汽車(chē)所受重力的大小;
(2)汽車(chē)靜止在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng);
(3)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率;
(4)10L的汽油還可以使汽車(chē)行駛多遠(yuǎn)路程.

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6.小明同學(xué)在水槽中洗碗,一個(gè)大的瓷碗正漂浮在水槽中.小明用水槽中的水把碗裝滿(mǎn),碗就會(huì)沉入水槽底部,此時(shí)碗所受到的浮力比漂浮時(shí)碗所受到的浮力小,水槽底部受到水的壓強(qiáng)將會(huì)變。

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7.如圖所示的四個(gè)能量轉(zhuǎn)化的實(shí)例中,屬于太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的是( 。
A.
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