【題目】在如圖甲所示的電路中,R0為定值電阻,R為滑動(dòng)變阻器,電源電壓不變,閉合開(kāi)關(guān)S后,調(diào)節(jié)滑片P從a端移動(dòng)到b端過(guò)程中,電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U的變化關(guān)系如圖乙所示.

求:
(1)電路中電流最小時(shí),1min內(nèi)電流通過(guò)電阻R做的功;
(2)電源電壓和定值電阻R0;
(3)若電壓表量程為0~15V,電流表量程為0~3A,為保證電表正常工作,定值電阻R0消耗的功率范圍.

【答案】
(1)

解:由電路圖可知,R與R0串聯(lián),電壓表測(cè)R兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流.由圖乙可知,電路中的最小電流I=0.2A,R兩端的電壓UR=20V,

1min內(nèi)電流通過(guò)電阻R做的功:

WR=URIt=20V×0.2A×60s=240J

答:電路中電流最小時(shí),1min內(nèi)電流通過(guò)電阻R做的功為240J;


(2)

解:當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)電路中的電流最小,

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,

所以,電源的電壓:

U=IR0+UR=0.2A×R0+20V,

當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為零時(shí),電路中的電流最大,

由圖象可知,電路中的最大電流I=1.2A,

則電源的電壓:

U=IR0=1.2A×R0,

因電源的電壓不變,

所以,0.2A×R0+20V=1.2A×R0

解得:R0=20Ω,

電源的電壓U=IR0=1.2A×24Ω=24V

答:電源電壓為24V,定值電阻R0為20Ω;


(3)

解:當(dāng)電路中的電流最大時(shí)定值電阻R0消耗的功率最大,則R0消耗的最大功率:

P0=(I2R0=(1.2A)2×20Ω=28.8W,

當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)電路中的電流最小,R0消耗的電功率最小,

此時(shí)R0兩端的電壓:

U0=U﹣UR=24V﹣15V=9V,

R0消耗的最小功率:

P0= = =4.05W,

定值電阻R0消耗的功率范圍為4.05W~28.8W

答:定值電阻R0消耗的功率范圍為4.05W~28.8W.


【解析】由電路圖可知,R與R0串聯(lián),電壓表測(cè)R兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流.(1)由圖乙可知,電路中的最小電流和R兩端的電壓,根據(jù)W=UIt求出1min內(nèi)電流通過(guò)電阻R做的功;(2)當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)電路中的電流最小,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律表示出電源的電壓;當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為零時(shí),電路中的電流最大,根據(jù)圖象讀出電路中的電流,根據(jù)歐姆定律表示出電源的電壓,利用電源的電壓不變得出等式即可求出R0的阻值,進(jìn)一步求出電源的電壓;(3)當(dāng)電路中的電流最大時(shí)定值電阻R0消耗的功率最大,根據(jù)P=I2R求出R0消耗的最大功率,當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)電路中的電流最小,R0消耗的電功率最小,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R0兩端的電壓,根據(jù)P= 求出R0消耗的最小功率,然后求出定值電阻R0消耗的功率范圍.本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式、電功公式的應(yīng)用,關(guān)鍵是從圖象中讀出有用的信息.
【考點(diǎn)精析】掌握歐姆定律及其應(yīng)用和電功的計(jì)算是解答本題的根本,需要知道歐姆定律的應(yīng)用: ① 同一個(gè)電阻,阻值不變,與電流和電壓無(wú)關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí),通過(guò)的電流也增大.(R=U/I) ② 當(dāng)電壓不變時(shí),電阻越大,則通過(guò)的電流就越。↖=U/R) ③ 當(dāng)電流一定時(shí),電阻越大,則電阻兩端的電壓就越大.(U=IR);電功計(jì)算公式:W=UIt(式中單位W→焦(J);U→伏(V);I→安(A);t→秒).

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】如圖所示,小明同學(xué)在“測(cè)未知電阻Rx”的實(shí)驗(yàn)中.

(1)連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)應(yīng) .請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線,根據(jù)圖甲將圖乙所示的實(shí)物電路連接完整
(2)閉合開(kāi)關(guān)前,圖乙中滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)位于 (填“A”或“B”)端.
(3)閉合開(kāi)關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電流表指針幾乎不動(dòng),電壓表示數(shù)約為電源電壓,故障的原因是 (選填“Rx短路”或“Rx斷路”).
(4)排除故障后,小明通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到數(shù)據(jù)如下表所示,其中第1次實(shí)驗(yàn)的電流表示數(shù)如圖丙所示,為 A,則所測(cè)電阻Rx的值是  Ω.

實(shí)驗(yàn)序號(hào)

1

2

3

電阻R/Ω

電壓U/V

1.0

1.5

2.0

電流I/A

0.15

0.20


(5)若在實(shí)驗(yàn)中,電壓表不能使用,滑動(dòng)變阻器最大阻值為R0 , 當(dāng)滑片置于最左端時(shí),電流表示數(shù)為I1 , 滑片P置于最右端時(shí),電流表示數(shù)為I2 , 則未知電阻的表達(dá)式:Rx= 

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示的裝置中,當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后,下列判斷正確的是(
A.通電螺線管外A點(diǎn)的磁場(chǎng)方向向左
B.通電螺線管的左端為N極
C.向左移動(dòng)滑片P,通電螺線管的磁性減弱
D.小磁針靜止后,其N極的指向沿水平向右

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】張華同學(xué)在探究通過(guò)導(dǎo)體的電流與其兩端電壓的關(guān)系時(shí),將記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過(guò)整理作出了如圖所示的圖象,根據(jù)圖象,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( 。

A.導(dǎo)體甲的電阻大于導(dǎo)體乙的電阻
B.通過(guò)導(dǎo)體甲的電流與其兩端的電壓成正比
C.當(dāng)在導(dǎo)體乙的兩端加上1V的電壓時(shí),通過(guò)導(dǎo)體乙的電流為0.1A
D.將甲、乙兩導(dǎo)體串聯(lián)后接到電壓為3V的電源上時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流為0.2A

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)在探究通過(guò)導(dǎo)體的電流與其電壓的關(guān)系時(shí),將記錄的數(shù)據(jù)作出了如圖所示的圖像,根據(jù)圖像分析,下列說(shuō)法不正確的是( )

A.通過(guò)導(dǎo)體a的電流與其兩端電壓成正比
B.導(dǎo)體a的電阻大于b的電阻
C.將導(dǎo)體ab串聯(lián)后接入電路,a的電壓較大
D.將導(dǎo)體ab并聯(lián)后接入電路,a的電流較大

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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,電源電壓不變,只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí),電壓表V1與V2的示數(shù)之比為3:2,只閉合開(kāi)關(guān)S2時(shí),電壓表V1與V2的示數(shù)之比為5:3,則R1R2的電阻之比為( )

A.4:3
B.2:3
C.3:5
D.5:3

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖是探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置.三個(gè)密閉容器中的電阻如圖,三個(gè)容器串聯(lián),在其中一個(gè)容器的外部,將一個(gè)電阻和這個(gè)容器內(nèi)的電阻并聯(lián),通電后,觀察三個(gè)U形管中液面高度的變化.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明:( )

A.甲、乙、丙三容器串聯(lián),所以容器中電阻流過(guò)的電流相同
B.在通電相同時(shí)間下,三個(gè)容器中產(chǎn)熱量之比為1:2:1
C.在乙、丙兩容器可用來(lái)研究電流產(chǎn)熱與電阻關(guān)系
D.在通電相同時(shí)間下,三個(gè)容器中產(chǎn)熱量之比為4:8:1

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】學(xué)過(guò)歐姆定律后,小紅認(rèn)為,電源電壓不變時(shí),接入電路中接入的電阻越多,電路中的電流就越小.現(xiàn)在桌上有如下器材:電源、導(dǎo)線若干、電流表、定值電阻若干、開(kāi)關(guān).請(qǐng)你利用所給器材,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明小紅的說(shuō)法是錯(cuò)誤的.要求:
(1)畫出電路圖.
(2)寫出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論.

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在探究“電流與電壓、電阻的關(guān)系”的過(guò)程中,兩小組同學(xué)提出了以下猜想:

小組1猜想:電流可能跟電壓成正比;
小組2猜想:電流可能跟電阻成反比.
(1)小組1的做法是:按如圖所示連接電路,此時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)處于狀態(tài)(填“斷開(kāi)”或“閉合”).保持定值電阻R=10Ω不變,閉合開(kāi)關(guān)S后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R′,得到多組數(shù)據(jù).在分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上得出正確結(jié)論.
(2)小組2連接了如圖所示的電路圖.
正確的實(shí)驗(yàn)步驟為:
①讓5Ω電阻接入電路,閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電壓表的示數(shù)為1.5V,記錄電流表示數(shù);
②將5Ω電阻換成10Ω電阻,閉合開(kāi)關(guān)后發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)大于1.5V,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向(填“左”或“右”)移動(dòng),當(dāng)觀察到電壓表示數(shù)為 V時(shí),記錄電流表示數(shù);
③將10Ω電阻換成15Ω電阻,閉合開(kāi)關(guān)后發(fā)現(xiàn):當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)到最右端時(shí),電流表和電壓表的示數(shù)如圖所示.出現(xiàn)上述情況的原因可能是
A.滑動(dòng)變阻器最大阻值太大
B.滑動(dòng)變阻器最大阻值太小
C.滑動(dòng)變阻器斷路
D.定值電阻短路.

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