6.如圖所示的電路,電流表使用的量程為0~0.6A,電壓表使用的量程為0~15V,定值電阻R=10Ω.開關(guān)S閉合,將滑片P從最右端B點移至滑動變阻器中點M,電壓表示數(shù)變化了1.2V.滑片P在M點時,電流表示數(shù)為0.3A.求:
(1)滑片P在M點時,電阻R兩端的電壓以及電阻R通電10s所產(chǎn)生的熱量.
(2)滑片P在B點時,電壓表、電流表的示數(shù).
(3)電源電壓.
(4)為保護(hù)電路安全,滑動變阻器接入電路中阻值的取值范圍.

分析 由電路圖可知,定值電阻R與滑動變阻器串聯(lián),電壓表測R兩端的電壓,電流表測電路中的電流.
(1)滑片P在M點時,電路中的電流為0.3A,根據(jù)歐姆定律求出電阻R兩端的電壓,根據(jù)Q=I2Rt求出電阻R通電10s所產(chǎn)生的熱量;
(2)將滑片P從最右端B點移至滑動變阻器中點M,滑動變阻器接入電路中的電阻變小,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點可知電阻R兩端的電壓變化,據(jù)此求出滑片在B點時電壓表的示數(shù),再根據(jù)歐姆定律求出電路中電流表的示數(shù);
(3)根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律表示出滑片位于B點和M點時電源的電壓,根據(jù)電源的不變得出等式即可求出滑動變阻器的最大阻值,進(jìn)一步求出電源的電壓;
(4)當(dāng)電流表的示數(shù)為0.6A時,滑動變阻器接入電路中的電阻最小,根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻,利用電阻的串聯(lián)求出變阻器接入電路中的最小阻值,進(jìn)一步求出滑動變阻器接入電路中阻值的取值范圍.

解答 解:由電路圖可知,定值電阻R與滑動變阻器串聯(lián),電壓表測R兩端的電壓,電流表測電路中的電流.
(1)滑片P在M點時,電路中的電流I=0.3A,
由I=$\frac{U}{R}$可知,電阻兩端電壓:
UR=IR=0.3A×10Ω=3V,
電阻R通電10s所產(chǎn)生的熱量:
Q=I2Rt=(0.3A)2×10Ω×10s=9J;
(2)將滑片P從最右端B點移至滑動變阻器中點M,滑動變阻器接入電路中的電阻變小,
由串聯(lián)電路的分壓特點可知,電阻R兩端的電壓變大,
則滑片在B點時,電壓表的示數(shù):
UR′=UR-△UR=3V-1.2V=1.8V,
此時電路中電流表的示數(shù):
I′=$\frac{{U}_{R}′}{R}$=$\frac{1.8V}{10Ω}$=0.18A;
(3)因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
所以,滑片在B點時,電源的電壓:
U=UR′+I′R=1.8V+0.18A×R
滑片P在M點時,電源的電壓:
U=UR+I×$\frac{1}{2}$R=3V+0.3A×$\frac{1}{2}$R
因電源的電壓不變,
所以,1.8V+0.18A×R=3V+0.3A×$\frac{1}{2}$R,
解得:R=40Ω,
則電源的電壓U=UR+I×$\frac{1}{2}$R=3V+0.3A×$\frac{1}{2}$×40Ω=9V;
(4)當(dāng)電流表的示數(shù)為0.6A時,滑動變阻器接入電路中的電阻最小,
此時電路中的總電阻:
R=$\frac{U}{{I}_{大}}$=$\frac{9V}{0.6A}$=15Ω,
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
所以,滑動變阻器接入電路中的最小阻值:
R滑小=R-R=15Ω-10Ω=5Ω,
則滑動變阻器接入電路中阻值的取值范圍是5Ω~40Ω.
答:(1)滑片P在M點時,電阻R兩端的電壓為3V,電阻R通電10s所產(chǎn)生的熱量為9J;
(2)滑片P在B點時,電壓表示數(shù)為1.8V,電流表的示數(shù)0.18A;
(3)電源電壓為9V;
(4)滑動變阻器接入電路中阻值的取值范圍是5Ω~40Ω.

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、焦耳定律的應(yīng)用,會根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點判斷電壓表示數(shù)的變化和利用好電源的電壓不變是關(guān)鍵.

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11.960.043.920.02
20.980.020.490.01
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這三組數(shù)據(jù)中其中有一組是錯誤的,它的序號是2,由正確實驗結(jié)果可得杠桿的平衡條件是;
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