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7.三個阻值相同的電阻R,額定功率均為10W.接入如圖電路,改變電壓U,使各電阻實際功率均不超過額定功率,則三電阻最大總功率為( 。
A.30WB.20WC.15WD.10W

分析 由電路圖可知,兩電阻并聯后與第三個電阻并聯;三電阻的阻值相同,額定功率相等,假設額定電流為I,則電路中的電流最大值為I,根據并聯電路的特點求出兩支路的電流,利用P=I2R求出三電阻的電功率,三電功率之和即為AB間允許消耗的最大功率.

解答 解:由電路圖可知,兩電阻并聯后與第三個電阻并聯.
假設額定電流為I,則電路中的電流最大值為I,則有:
P=I2R=10W;
由于并聯電路中各支路兩端的電壓相等,且三電阻的阻值相等,根據歐姆定律可知,通過兩電阻的電流均為:
I′=$\frac{I}{2}$
則AB間允許消耗的最大功率:
P=I2R+(I′)2R+(I′)2R=I2R+($\frac{I}{2}$)2R+($\frac{I}{2}$)2R=$\frac{3}{2}$P=$\frac{3}{2}$×10W=15W.
故選:C.

點評 本題考查了并聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用,分清通過各電阻之間的電流關系和電功率公式的靈活選取是關鍵.

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

17.用如圖1所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律.實驗所用的電源為學生電源,輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種.重錘從高處由靜止開始下落,重錘上拖著的紙帶打出一系列的點,對紙帶的點痕進行測量,即可驗證機械能守恒定律.

(1)下面列舉了該實驗的幾個操作步驟:
A.按照圖示的裝置安裝器件;
B.將打點計時器接到電源的“直流輸出”上;
C.用天平測出重錘的質量;
D.釋放懸掛紙帶的夾子,同時接通電源開關打出一條紙帶;
E.測量紙帶上某些點間的距離;
F.根據測量的結果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否
等于增加的動能.
其中沒有必要進行的或者操作不當的步驟,將其選項對應的字母填在下面的空行內,并說明其原因.
答:B.應將打點計時器接到電源的交流輸出上;
C.不需測出重錘的質量;
D.先接通電源后釋放懸掛紙帶的夾子;
(2)利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a的數值.如圖所示,根據打出的紙帶,選取紙帶上的連續(xù)的五個點A、B、C、D、E,測出A距起始點O的距離為s0,點AC間的距離為s1,點CE間的距離為s2,使用交流電的頻率為f,根據這些條件計算重錘下落的加速度a=$\frac{{{s_2}-{s_1}}}{4}{f^2}$.
(3)在驗證機械能守恒定律的實驗中發(fā)現,重錘減小的重力勢能總是大于重錘動能的增加,其原因主要是因為在重錘下落的過程中存在阻力作用,可以通過該實驗裝置測阻力的大小.若已知當地重力加速度公認的較準確的值為g,還需要測量的物理量是m.試用這些物理量和紙帶上的數據表示出重錘在下落的過程中受到的平均阻力大小F=m(g-$\frac{{{s_2}-{s_1}}}{4}{f^2}$).

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A.$\frac{5kQ}{4{l}^{2}}$,沿x軸正方向B.$\frac{5kQ}{4{l}^{2}}$,沿x軸負方向
C.$\frac{3kQ}{4{l}^{2}}$,沿x軸負方向D.$\frac{3kQ}{4{l}^{2}}$,沿x軸正方向

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