1.如圖所示,滑動變阻器的最大阻值為40Ω,當開關(guān)S1、S2斷開,S3閉合,滑片P位于滑動變阻器的中點時,變阻器消耗的電功率為2.5W.開關(guān)S1、S2、S3都閉合,滑動變阻器的滑片P在a端時電流表讀數(shù)為1.5A;P在b端時電流表讀數(shù)為1.25A.求:
①電源電壓
②R1和R2的阻值
③電路是通路時,在何種狀態(tài)下消耗的功率最小?最小功率為多少?

分析 (1)S1、S2斷開,S3閉合,電路中只有R3相當于一個定值電阻連入電路,根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$計算電源電壓;
(2)S1、S2、S3都閉合,P在a端時R2、R3并聯(lián);P在b端R1、R3并聯(lián).根據(jù)電流表示數(shù),求出R1和R2阻值;
(3)根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$,電壓一定,當電路中電阻最大時電路消耗的功率最小,分析電路確定開關(guān)狀態(tài)并求出最小功率值.

解答 解:根據(jù)實物圖畫出電路圖如圖所示:

(1)由圖當S1、S2斷開,S3閉合,電路中只有R3相當于一個定值電阻連入電路,
根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$,電源電壓:
U=$\sqrt{{P}_{3}{R}_{3}}$=$\sqrt{2.5W×40Ω}$=10V;
(2)由圖S1、S2、S3都閉合,P在a端時R2、R3并聯(lián),
根據(jù)并聯(lián)電路特點和歐姆定律得:
I1=$\frac{U}{{R}_{2}}$+$\frac{U}{{R}_{3}}$=1.5A,$\frac{10V}{{R}_{2}}+\frac{10V}{40Ω}$=1.5A,解得R2=8Ω;
S1、S2、S3都閉合,P在b端時R1、R3并聯(lián),
I2=$\frac{U}{{R}_{3}}+\frac{U}{R1}$=1.25A,$\frac{10V}{40Ω}$+$\frac{10V}{{R}_{1}}$=1.25A,解得R1=10Ω;
(3)根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$,電壓一定,
根據(jù)電路圖,由三個電阻的大小關(guān)系可知,當S1閉合,S2、S3都斷開,滑片P在a端時,R1與R3串聯(lián)電路中電阻最大,電路消耗的功率最小,
電路消耗的最小功率為:
P最小=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{3}}$$\frac{(10V)^{2}}{10Ω+40Ω}$=2W.
答:(1)電源電壓為10V;
(2)R1和R2的阻值分別為10Ω,8Ω;
(3)電路在S1閉合,S2、S3都斷開,滑片P在a端時消耗的功率最小,最小功率為2W.

點評 本題考查了串聯(lián)和并聯(lián)電路特點,歐姆定律、電功率公式的應用,關(guān)鍵正確分析開關(guān)在不同狀態(tài)下電路的連接方式,充分利用題目給出的條件列方程求解,屬于難題.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

11.下列關(guān)于電功和電功率的說法正確的是( 。
A.電功率是表示電流做功多少的物理量
B.電流通過導體消耗電能越多,電功率越大
C.單位時間內(nèi)電流做的功越多,電功率就越大
D.不同的用電器,工作時間越長的耗電一定多

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科目:初中物理 來源: 題型:實驗探究題

12.“探究杠桿的平衡條件”的實驗中:
(1)將杠桿的中點置于支架上,當杠桿靜止時,發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉,這時應將左端的平衡螺母向右(填“左”或“右”)端調(diào)節(jié),直到杠桿在水平位置平衡,這樣做的好處是:便于在杠桿上直接讀出力臂.
(2)杠桿調(diào)節(jié)平衡后,在杠桿上左邊掛2個鉤碼(如圖甲所示),為了使杠桿仍在水平位置平衡,他可以在右邊a點處掛1個同樣的鉤碼或用彈簧測力計拉杠桿;某同學通過這一組實驗數(shù)據(jù),分析得出杠桿平衡條件是:動力×動力臂=阻力×阻力臂,你認為他的結(jié)論不可靠(填“可靠”或“不可靠”),理由是實驗次數(shù)太少,結(jié)論具有偶然性.
(3)圖乙中,若慢慢將彈簧測力計由豎直位置向左傾斜過來拉杠桿,仍使杠桿在水平位置平衡,它的示數(shù)將變大.

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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

9.下列說法正確的是(  )
A.干冰給食品保鮮,利用了干冰熔化吸熱
B.吹電風扇時感到?jīng)鏊驗轱L降低了室溫
C.看到陽光下屋內(nèi)飛舞的灰塵,這是分子在不停地做無規(guī)則的運動
D.北方冬天的“暖氣”輸送,用水做介質(zhì),是因為水具有比熱容大的特點

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科目:初中物理 來源: 題型:填空題

16.小強在超市看到:電梯上有人時運動得快,沒人時運動得慢.如圖是小強上網(wǎng)搜索到的這種電梯的部分控制電路(R是一個壓敏電阻),并進行了如下分析:通電后電磁鐵的上端是S極,當有人走上電梯后,壓敏電阻的阻值減小,電磁鐵的磁性變強,使銜鐵與觸點2接觸,通過電動機的電流變大,電動機轉(zhuǎn)速變快,使電梯運動變快.

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科目:初中物理 來源: 題型:填空題

6.有一種輪子會發(fā)光的輪滑鞋.輪子部分構(gòu)造如圖1 所示,磁環(huán)固定在輪周上,由金屬線圈和發(fā)光二極管組成的閉合電路固定在輪軸上.發(fā)光二極管具有單向?qū)щ娦裕措娏髡蛲ㄟ^時能導電,電流方向相反時,其電阻很大,可視為絕緣體).
(1)穿輪滑鞋運動時,磁環(huán)隨輪軸轉(zhuǎn)動,二極管發(fā)光.該現(xiàn)象與圖2中甲(選填“甲”或“乙”)原理相同;
(2)運動過程中,發(fā)現(xiàn)二極管總是一閃一閃并不連續(xù)發(fā)光,這說明產(chǎn)生的電流方向與磁場方向有關(guān).

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科目:初中物理 來源: 題型:實驗探究題

1.用同一壓強計探究液體內(nèi)部壓強的情景如圖所示.請仔細觀察圖,回答下列問題

(1)當壓強計的金屬盒在空氣中時,U形管兩邊的液面應當相平,而小明同學卻觀察到如圖甲所示的情景.出現(xiàn)這種情況的原因是:U形管左支管液面上方的氣壓大于(選填“大于”“小于“或“等于”)大氣壓;調(diào)節(jié)的方法是B;
A.將此時右邊支管中高出的液體倒出     B.取下軟管重新安裝
(2)把探頭固定在水中某一深度不變,如乙圖所示轉(zhuǎn)動探頭朝著各個方向,發(fā)現(xiàn)右邊U形管兩邊液面的高度差均不改變,由此:在同一深度,液體內(nèi)部向各個方向的壓強相等.
(3)丁圖中橡皮膜底部受到液體壓強更大(選填:“丙”或“丁”);
(4)若兩燒杯中分別裝的是鹽水和水,根據(jù)實驗現(xiàn)象,可以確定B(選填“A”或“B”)杯中裝的水.(ρ鹽水>ρ

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科目:初中物理 來源: 題型:計算題

18.使用電熱水壺燒水,具有便捷、環(huán)保等優(yōu)點.如圖是某電熱水壺的銘牌,假設電熱水壺的電阻保持不變,已知水的比熱容為c=4.2×103J/(kg•℃).
(1)電熱水壺的額定電流和電阻分別是多少?
(2)1標準大氣壓下,實際電壓為198V時將一壺質(zhì)量為0.5kg、溫度為20℃的水燒開,需要時間多少秒?(結(jié)果保留整數(shù))

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科目:初中物理 來源: 題型:填空題

19.人們把用電器能夠工作的電路叫通路;電路中如果某處被切斷,電路中就不會有電流流過,這種情況叫做斷路;直接用導線將電源的正、負極連接起來,這種情況叫做短路,電源被短路,電路中會有很大的電流,可能把電源燒壞,這是不允許的.如果電路是接通的,但用電器兩端被導線直接連通,這種情況叫做該用電器被短接.在串聯(lián)電路中,電流有一條通路,而且電流在各處都相等;并聯(lián)電路中,電路中電流的規(guī)律是:干路電流等于各支路電流之和.在測量電路中的電流時,電流表要串連在被測電路,同時要注意電流要從電流表的正接線柱流入,負接線柱流出.在不知道電流大小時,需要接滑動變阻器并將滑片調(diào)到最大阻值處.從而保護電流表不被損壞.

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