【題目】如圖所示,電源電壓可調(diào),定值電阻R1的阻值為20Ω,滑動變阻器R2的規(guī)格為“5Ω,3A”,燈泡L規(guī)格為“4V,1W”,且燈絲電阻不隨溫度變化.只閉合開關(guān)S,燈泡L恰好正常發(fā)光.
(1)求燈泡正常發(fā)光時的電阻和此時的電源電壓.
(2)開關(guān)S、S1、S2都閉合,在電路中正確接入A1、A2兩個電流表,當(dāng)變阻器連入電路的電阻恰為其最大阻值一半時,兩電流表的示數(shù)分別如圖乙、丙所示.請判斷電流表在電路中的位置并計算此時的電源電壓.

【答案】
(1)解:只閉合S,電阻R1與燈串聯(lián),燈正常發(fā)光時,

燈泡正常發(fā)光時的電阻:R= = =16Ω,

當(dāng)燈泡正常發(fā)光時,電路電流即通過燈泡的電流I=I= = =0.25A,

電源電壓:U=I(R1+R)=0.25A×(20Ω+16Ω)=9V


(2)解:開關(guān)S、S1、S2都閉合,由圖甲可知,L被短路,R1與R2并聯(lián)接入電路,由圖乙可知:小量程讀數(shù)為0.3A,大量程讀數(shù)為1.5A;由圖丙可知:小量程讀數(shù)為0.54A,大量程讀數(shù)為2.7A;

當(dāng)規(guī)格為“5Ω3A”一半接入電路時,即R2=2.5Ω且與R1=20Ω并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)分流關(guān)系可知, = = = .由讀數(shù)分析I1:I2有四種情況中,沒有8:1或1:8的情況,故兩電流表不可能都在支路上,那么只有一個支路電流表和一個干路電流表,

并聯(lián)電路,干路電流I=I1+I2,結(jié)合 = = = 可知, = , = ,對照兩電表的示數(shù)之比,電流比值只有1:9成立,所以,乙電流表測R1電流,且為0.3A,丙電流表測干路電流為2.7A;

根據(jù)并聯(lián)電路的特點,電源電壓為:U=U1=I1R1=0.3A×20Ω=6V


【解析】(1)根據(jù)燈泡銘牌,由R= 計算小燈泡正常發(fā)光時的電阻,只閉合開關(guān)S時,R1與L串聯(lián),根據(jù)U=IR計算電源電壓;(2)由圖乙可知:小量程讀數(shù)為0.3A,大量程讀數(shù)為1.5A;由圖丙可知:小量程讀數(shù)為0.54A,大量程讀數(shù)為2.7A;可得出,當(dāng)乙丙均用小量程或大量程時,其示數(shù)之比為5:9,當(dāng)乙用大量程丙用小量程時,其示數(shù)之比為為5:18,當(dāng)乙用小量程丙用大量程時,其示數(shù)之比為1:9.根據(jù)圖甲可知,開關(guān)S、S1、S2都閉合時,電阻R1與R2并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路的分流特點求出支路與支路電流、干路電流與各支路電流的比值,結(jié)合電流表示數(shù)之比進行判斷.
【考點精析】掌握歐姆定律及其應(yīng)用是解答本題的根本,需要知道歐姆定律的應(yīng)用: ① 同一個電阻,阻值不變,與電流和電壓無關(guān) 但加在這個電阻兩端的電壓增大時,通過的電流也增大.(R=U/I) ② 當(dāng)電壓不變時,電阻越大,則通過的電流就越。↖=U/R) ③ 當(dāng)電流一定時,電阻越大,則電阻兩端的電壓就越大.(U=IR).

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①分析圖象可知,液體深度增至10cm以后,物體處于狀態(tài)(選填“漂浮”、“懸浮”或“沉底”).
②小明所用液體的密度為kg/m3
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