【題目】如圖所示的電路中,燈泡L上標(biāo)有“12V 9W”字樣,滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R1,電源電壓保持不變。當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí),燈泡L正常發(fā)光,兩電流表指針位置相同;當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2斷開(kāi),S3閉合時(shí),改變滑片P的位置,使滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值分別為R1R1,在這兩種情況下,滑動(dòng)變阻器消耗的功率相等。(燈泡電阻不隨溫度的變化而改變)求:

(1)電源電壓;

(2)R2的阻值;

(3)電路在何種狀態(tài)下消耗的功率最小,最小功率是多少?

【答案】(1)12V;

(2)64Ω。

(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S3斷開(kāi),S2閉合時(shí),燈泡L被斷路,R1R2串聯(lián),R1的阻值取最大值時(shí),電路中的電阻最大,消耗的功率最小。P最小=1.5W

【解析】

這是一個(gè)狀態(tài)電路,題中的電路分為兩種狀態(tài),我們分別根據(jù)開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)與閉合情況得出簡(jiǎn)化的電路圖,然后再根據(jù)已知條件求出電源電壓和未知電阻的大;欲求最小功率,應(yīng)根據(jù)公式P=判斷,由于電源電壓不變,故電路中電阻最大時(shí),就是總電功率最小時(shí)的狀態(tài),即電阻R1R2串聯(lián)或與燈泡串聯(lián),由于R2>RL,故燈泡L被斷路,R1R2串聯(lián)時(shí),電路中的總電阻最大,電功率最小。

解:(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí),R1被短路,燈泡LR并聯(lián),燈泡L正常發(fā)光,所以U=UL=12V;

(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí),R1被短路,燈泡LR并聯(lián),兩電流表指針位置相同

RL==16Ω

所以I=5I2,IL=4I2;R2=4RL=64Ω。

(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2斷開(kāi),S3閉合時(shí),R2被斷路,燈泡LR1串聯(lián),

當(dāng)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值為R1時(shí),P1=,

當(dāng)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值為R1時(shí),P1′=,

因?yàn)?/span>P1= P1′,即=

解之得R1=32Ω

當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S3斷開(kāi),S2閉合時(shí),燈泡L被斷路,R1R2串聯(lián),R1的阻值取最大值時(shí),電路中的電阻最大,消耗的功率最小。

P最小==1.5W

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】為了探究導(dǎo)體中電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系,小芳設(shè)計(jì)了如圖甲的電路圖,電源電壓保持不變。

1)實(shí)驗(yàn)前小芳檢查電表時(shí)發(fā)現(xiàn)電流表的指針如圖乙,接下來(lái)應(yīng)進(jìn)行的操作_____

2)請(qǐng)你在圖丙中用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將實(shí)驗(yàn)電路連接完整。(連線不能交叉);

____

3)根據(jù)設(shè)計(jì)的電路,閉合開(kāi)關(guān)前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移至_____端(選填“A”“B”)。這樣做的目的是為了_____

4)閉合開(kāi)關(guān)后,移動(dòng)滑片時(shí)發(fā)現(xiàn)電流表沒(méi)有示數(shù),電壓表有明顯的示數(shù)。如果故障發(fā)生在定值電阻R上,則R可能出現(xiàn)了_____(選填斷路”“短路);

5)排除故障后,小芳用A、B兩個(gè)導(dǎo)體(定值電阻)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)中多次改變導(dǎo)體兩端電壓,并將測(cè)量的數(shù)據(jù)記錄在表一、表二中

表一:

導(dǎo)體

實(shí)驗(yàn)序號(hào)

電壓/V

電流/A

A

1

1.0

0.18

2

2.0

0.36

3

3.0

0.54

表二:

導(dǎo)體

實(shí)驗(yàn)序號(hào)

電壓/V

電流/A

B

4

1.0

0.09

5

2.0

0.18

6

3.0

0.27

①由表中數(shù)據(jù)可知導(dǎo)體A的阻值為_____Ω.(小數(shù)點(diǎn)后保留一位小數(shù));

②分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2、34、5、6中的電流與電壓變化的倍數(shù)關(guān)系,可得出的初步結(jié)論是:當(dāng)電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成_____;

③分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、4;2、53、6的數(shù)據(jù),小芳發(fā)現(xiàn)還可以初步得出導(dǎo)體中的電與導(dǎo)體電阻的關(guān)系,即_____一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某物理興趣小組的同學(xué),用煤爐給10kg的水加熱,同時(shí)他們繪制了如圖l4所示的加熱過(guò)程中水溫隨時(shí)間變化的圖線。若在6min內(nèi)完全燃燒了2kg的煤,水的比熱容為4.2×103J/(kg·),煤的熱值約為3×107J/kg。求:

(1)煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量:

(2)經(jīng)過(guò)6min時(shí)間加熱,水所吸收的熱量;

(3)煤爐燒水時(shí)的熱效率。

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,R1為定值電阻,開(kāi)關(guān)閉合后,滑動(dòng)變阻器的滑片P向左運(yùn)動(dòng)時(shí),下列說(shuō)法正確的是

A. 電流表示數(shù)變小,電壓表與電流表示數(shù)乘積變大

B. 電流表示數(shù)變大,電壓表與電流表示數(shù)乘積變大

C. 電壓表示數(shù)變小,電壓表與電流表示數(shù)之比變大

D. 電壓表示數(shù)變大,電壓表與電流表示數(shù)之比變大

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖甲所示,電源電壓恒為18V,燈泡L上標(biāo)有“10V 5W字樣,電流表量程為0﹣0.6A,電壓表量程為0﹣15V,滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為200Ω,當(dāng)只閉合S和S1,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P時(shí),它兩端的電壓與其接入電路的電阻關(guān)系如圖乙所示,當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值由R1增大到4R1時(shí),定值電阻R0的電功率變化了5.4W,則燈泡L正常發(fā)光時(shí)通過(guò)的電流是_____A,電阻R0的阻值為_____,只閉合S和S1,在保電路安全的情況下,滑動(dòng)變阻器R的取值范圍是_____。

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】為探究“影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素”,小明用電池(電壓一定)、滑動(dòng)變阻器、數(shù)量較多的大頭針;鐵釘以及較長(zhǎng)導(dǎo)線為主要器材,進(jìn)行如圖所示的簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn),他將導(dǎo)線繞在鐵釘上制成簡(jiǎn)易電磁鐵,并巧妙地通過(guò)吸引大頭針的多少來(lái)顯示電磁鐵磁性的強(qiáng)弱,下面的實(shí)驗(yàn)也用這種方法的是

A. 認(rèn)識(shí)電壓時(shí),我們可以用水壓來(lái)類比

B. 用光線來(lái)描述光通過(guò)的路徑

C. 把敲響的音叉接觸水面,看有沒(méi)有濺起水花,來(lái)判斷音叉有沒(méi)有振動(dòng)

D. 用斜面小車研究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示的電路中,電源電壓恒定,當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合,甲、乙兩表為電壓表時(shí),兩表讀數(shù)之比U:U4:1;當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi),甲、乙兩表為電流表時(shí),兩表的讀數(shù)之比I:I為(

A. 3:1B. 3:2C. 3:4D. 4:3

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,閉合開(kāi)關(guān)S,滑動(dòng)變阻器的滑片P向左滑動(dòng)時(shí),下列判斷正確的是(  )

A. 電流表的示數(shù)減小,電壓表的示數(shù)增大

B. 電流表的示數(shù)增大,電壓表的示數(shù)減小

C. 定值電阻R消耗的功率增大

D. 電路消耗的總功率不變

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示裝置,閉合開(kāi)關(guān),用外力使導(dǎo)體棒ab水平向右運(yùn)動(dòng),發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒cd也隨之運(yùn)動(dòng)。此裝置中:

(1)如圖甲部分發(fā)生的是_____現(xiàn)象,人們根據(jù)這一原理發(fā)明了_____機(jī)。

(2)有一種“車窗爆破器”,開(kāi)始陸續(xù)安裝在公交車的窗玻璃上,其原理是:當(dāng)爆破器中的線圈有電流通過(guò)時(shí),爆破器中的“鎢鋼頭”會(huì)產(chǎn)生一個(gè)瞬間的沖擊力,如圖中_____部分產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化與這一過(guò)程是相同的。(選填“甲”或“乙”)

(3)如圖是一款能發(fā)電的魔方充電器,轉(zhuǎn)動(dòng)魔方時(shí),他根據(jù)如圖中_____部分(選填“甲”或“乙”)的原理發(fā)電,這個(gè)過(guò)程_____能轉(zhuǎn)化為電能,產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存于魔方內(nèi)。魔方還能通過(guò)USB端口給移動(dòng)設(shè)備充電,給移動(dòng)設(shè)備充電時(shí),魔方相當(dāng)于電路中的_____(選填“電源”或“用電器”)

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