如圖所示的電路中,電源電壓和小燈泡的阻值均保持不變.電流表的量程為0﹣3A,燈泡L1的電阻R1=10Ω.請(qǐng)畫(huà)出該題的各個(gè)等效電路圖.

(1)只閉合開(kāi)關(guān)S1,S4時(shí),電流表的示數(shù)為1A.當(dāng)將滑動(dòng)變阻器撥至中點(diǎn)時(shí),再將S2閉合時(shí),電流表的示數(shù)為1.5A,則在不損壞電流表的情況下,滑動(dòng)變阻器可以消耗的最大功率與最小功率之比為多少?

(2)只閉合S3時(shí),電路消耗的最大功率為P1;只閉合S4,S5時(shí),電路消耗的最小功率為P2;只閉合S2,S3,S5時(shí),電路消耗的最小功率為P3.已知P1:P2:P3=42:35:30,則R2,R3的阻值各為多少?


 解:(1)只閉合開(kāi)關(guān)S1,S4時(shí),等效電路圖如圖1所示:

根據(jù)歐姆定律可得,電源的電壓:

U=U1=I1R1=1A×10Ω=10V;

當(dāng)將滑動(dòng)變阻器撥至中點(diǎn)時(shí),再將S2閉合時(shí),等效電路圖如圖2所示:

∵并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響,

∴此時(shí)通過(guò)燈泡L1的電流不變,

∵并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,

∴通過(guò)R4的電流:

I4=I﹣I1=1.5A﹣1A=0.5A,

∵并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,

R4===20Ω,

滑動(dòng)變阻器的最大阻值:

R4=2×20Ω=40Ω,

當(dāng)滑片位于最右端時(shí),滑動(dòng)變阻器消耗的電功率最小,

P4min===2.5W,

當(dāng)電流表的示數(shù)為3A時(shí),滑動(dòng)變阻器消耗的電功率最大,

此時(shí)通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流:

I4′=I′﹣I1=3A﹣1A=2A,

P4max=UI4′=10V×2A=20W,

==;

(2)只閉合S3且電路消耗的功率最大時(shí),等效電路圖如圖3所示:

∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,

∴P1=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①

只閉合S4,S5且電路消耗的功率最小時(shí),等效電路圖如圖4所示:

P2=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②

只閉合S2,S3,S5且電路消耗的功率最小時(shí),等效電路圖如圖5所示:

P3=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③

∵P1:P2:P3=42:35:30,

===,即5R4=R2+6R3﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④

===,即5R4=7R2+2R3﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤

由④⑤兩式可得:R2=20Ω,R3=30Ω.

答:(1)在不損壞電流表的情況下,滑動(dòng)變阻器可以消耗的最大功率與最小功率之比為8:1;

(2)R2和R3的阻值分別為20Ω、30Ω.


練習(xí)冊(cè)系列答案
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下列說(shuō)法中,屬于增大摩擦的是( 。

    A.  氣墊船利用氣墊,可以高速行駛

    B.  拉鏈拉不動(dòng)時(shí),可在拉鏈上抹一點(diǎn)石蠟,就容易拉了

    C.  搬運(yùn)笨重貨箱時(shí),可在箱底墊幾根圓木,就容易推動(dòng)了

    D.  汽車(chē)失事,馬路上流滿了油,在路面上撒些沙子成煤渣,確保安全

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在測(cè)量小石塊密度的實(shí)驗(yàn)中,

(1)如圖甲所示,小明在使用天平過(guò)程中的錯(cuò)誤是:

(2)小明糾正錯(cuò)誤后繼續(xù)實(shí)驗(yàn),天平平衡時(shí),右盤(pán)中所加砝碼和游碼的位置如圖乙所示,則小石塊的質(zhì)量為 g.把小石塊放入裝有10mL水的量筒中,量筒內(nèi)液面的位置如圖丙所示,則小石塊的密度是 kg/m3

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如圖所示,是某電器內(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)圖,R1、R2為阻值相同的電熱絲,不同的連接方式及其發(fā)熱功率不同.下列說(shuō)法正確的是( 。

  A. 甲的發(fā)熱功率與丙的發(fā)熱功率相等

  B. 丁的發(fā)熱功率是丙的發(fā)熱功率的2倍

  C. 丙的發(fā)熱功率是乙的發(fā)熱功率的2倍

  D. 丁的發(fā)熱功率是乙的發(fā)熱功率的4倍

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如表所示,是某家庭電熱飲水機(jī)說(shuō)明書(shū)的﹣些數(shù)據(jù),用時(shí)13min將1L的水在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下從20℃加熱到沸騰.(ρ=1.0×103kg/m3,c=4.2×103J/(kg•℃))

熱水箱容量

1L

加熱時(shí)功率

500W

額定電壓

220V

保溫時(shí)功率

50W

求在這一過(guò)程中:

(1)電熱飲水機(jī)工作時(shí)的最大電流;

(2)在加熱過(guò)程中,電熱飲水機(jī)消耗的電能;

(3)在加熱過(guò)程中,電熱飲水機(jī)中水吸收的熱量.

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 關(guān)于信息、能源和材料,下列說(shuō)法正確的是

A.利用聲波和電磁波傳遞信息時(shí)都需要介質(zhì)

B.核能和化學(xué)能源均屬于不可再生能源

C.光纖通信利用電信號(hào)傳遞信息

D.光伏電池和DVD光碟都應(yīng)用了磁性材料

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如圖5所示,升降機(jī)以1m/s的速度勻速上升時(shí),升降機(jī)對(duì)人的支持力為500 N.下列說(shuō)法正確的是

A. 升降機(jī)靜止在十樓時(shí)對(duì)人的支持力小于500 N

B. 升降機(jī)以1.5 m /s速度勻速上升時(shí)對(duì)人的支持力大于500 N

C. 升降機(jī)以2m/s速度勻速下降時(shí)對(duì)人的支持力等于500 N

D. 升降機(jī)以1 m /s速度勻速下降時(shí)對(duì)人的支持力小于500 N

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甲和乙兩燈的額定電壓均為6V,如圖9是甲、乙兩燈的電流隨其兩端電壓變化的曲線,F(xiàn)將兩燈串聯(lián)后接在某一電路中,要使其中一個(gè)燈泡正常發(fā)光,并保證電路安全,電路的工作電流應(yīng)為 A,電源電壓最大為 V。

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在學(xué)習(xí)物理學(xué)的過(guò)程中,經(jīng)常會(huì)用到一些科學(xué)研究方法。下列事例中運(yùn)用相同科學(xué)研究方法的是                                                                                             

(1)探究導(dǎo)體中電流與電壓的關(guān)系  (2)探究串聯(lián)電路中電流的規(guī)律

(3)探究串聯(lián)電路中電阻的規(guī)律    (4)探究導(dǎo)體電阻大小與長(zhǎng)度的關(guān)系

A.(1)與(4)                                             B.(2)與(4)

C.(2)與(3)                                             D.(1)與(3)

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