分析 (1)電壓表示數(shù)總為3V不變,說(shuō)明電壓表測(cè)量的是電源兩端的電壓,尋找可能的原因;
(2)根據(jù)滑片的移動(dòng)可知接入電路中電阻的變化,根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化和R1兩端的電壓變化;根據(jù)電表的量程和分度值讀出示數(shù),利用歐姆定律求出R1的阻值;
(3)電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器R2兩端后,根據(jù)滑片的移動(dòng)可知接入電路中電阻的變化,根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化和R1兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知電壓表示數(shù)的變化;根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律表示出電路中的電流,根據(jù)P=I2R表示出滑動(dòng)變阻器消耗的電功率,然后判斷消耗功率的變化.
解答 解:(1)移動(dòng)滑片,電壓表示數(shù)總為3V,說(shuō)明電壓表測(cè)的是電源電壓,原因可能是R1斷路,也可能是R2短路;
(2)將滑片P向左滑動(dòng)時(shí),接入電路中的電阻變小,電路中的總電阻變小,
由I=$\frac{U}{R}$可知,電路中的電流增大,
由U=IR可知,R1兩端的電壓增大,甲電壓表的示數(shù)增大;
由圖乙可知,電壓表的量程為0~3V,示數(shù)為2.5V,
由圖丙可知,電流表的量程為0~0.02A,示數(shù)為0.5A,
則R1=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω;
(3)電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器R2兩端后,
滑動(dòng)變阻器滑片由左端向右端移動(dòng)過(guò)程中,接入電路中的電阻變大,電路中的總電阻變大,
由I=$\frac{U}{R}$可知,電路中的電流減小,R1兩端的電壓減小,
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
所以,R2兩端的電壓減小,即電壓表的示數(shù)減小,
綜上可知,示數(shù)變大的電表是電壓表;
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
所以,電路中的電流:
I=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$,
滑動(dòng)變阻器消耗的電功率:
P2=I2R2=($\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$)2R2=$\frac{{U}^{2}}{\frac{({R}_{1}+{R}_{2})^{2}}{{R}_{2}}}$=$\frac{{U}^{2}}{\frac{{{R}_{1}}^{2}+2{R}_{1}{R}_{2}+{{R}_{2}}^{2}}{{R}_{2}}}$=$\frac{{U}^{2}}{\frac{{{R}_{1}}^{2}-2{R}_{1}{R}_{2}+{{R}_{2}}^{2}+4{R}_{1}{R}_{2}}{{R}_{2}}}$=$\frac{{U}^{2}}{\frac{({R}_{1}-{R}_{2})^{2}}{{R}_{2}}+4{R}_{1}}$,
因R1<R2,
所以,當(dāng)R2=R1時(shí),滑動(dòng)變阻器消耗的電功率最大,
則當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片由左端向右端移動(dòng)過(guò)程中,滑動(dòng)變阻器消耗的電功率先增大后減。
故答案為:
(1)R1斷路;R2短路;
(2)增大;5;
(3)電壓表;先增大后減。
點(diǎn)評(píng) 本題考查了電路故障的判斷和電路的動(dòng)態(tài)分析以及歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用,會(huì)利用數(shù)學(xué)知識(shí)判斷滑動(dòng)變阻器消耗電功率的變化是關(guān)鍵.
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鉤碼重(N) | 0.5 | 1 | 1.5 | 2 | 2.5 | 3 | 3.5 | 4 | 4.5 | 5 |
指針位置(cm) | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12.2 | 13.5 |
彈簧伸長(zhǎng)(cm) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9.2 | 10.5 |
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發(fā)熱功率 | 880W |
額定電壓 | 220V |
儲(chǔ)水箱注滿(mǎn)水量 | 2kg |
掛燙機(jī)凈重 | 4kg |
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