题目内容
【题目】如图甲所示,电源电压为6V保持不变,灯泡L标有“6V 6W”字样,滑动变阻器R的最大阻值为10Ω,灯泡的电流跟其两端电压关系如图乙所示.求:
(1)灯泡L正常发光时电阻是多少Ω;
(2)当S1、S2闭合,滑片P位于变阻器的最左端,这时电流表的示数为多少A;
(3)当S1闭合S2断开,当电流表示数为0.8A时,变阻器在10min内消耗的电能是多少J;
(4)当S1闭合S2断开,电路中的最小电功率是多少W.
【答案】
(1)解:由P= 可得,灯泡L正常发光时电阻:
RL= =
=6Ω
(2)解:当S1、S2闭合,滑片P位于变阻器的最左端,灯泡L与滑动变阻器的最大阻值串联,电流表测干路中的电流,
通过L与R的电流分别为:
IL= =
=1A,IR=
=
=0.6A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流表的示数:
I=IL+IR=1A+0.6A=1.6A
(3)解:当S1闭合S2断开,当电流表示数为0.8A时,变阻器R与灯泡L串联,电流表测电路中的电流,
由图象可知,当电流表的示数为0.8A时,灯泡两端的电压UL′=3V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,变阻器两端电压:
UR=U﹣UL′=6V﹣3V=3V,
变阻器在10min内消耗的电能:
WR=URIt=3V×0.8A×10×60s=1440J
(4)解:当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电路消耗的电功率最小,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且各处的电流相等,
所以,U=UL″+I′R,即6V=UL″+I′×10Ω,
由图象可知,UL″=1V,I′=0.5A时符合,
则电路的最小功率:
P=UI′=6V×0.5A=3W
【解析】(1)灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据P= 求出灯泡L正常发光时电阻;(2)当S1、S2闭合,滑片P位于变阻器的最左端时,灯泡L与滑动变阻器的最大阻值串联,电流表测干路中的电流,根据欧姆定律求出通过L与R的电流,根据并联电路的电流特点求出干路电流;(3)当S1闭合S2断开,当电流表示数为0.8A时,变阻器R与灯泡L串联,电流表测电路中的电流,根据图象读出电流表示数为0.8A时灯泡两端的电压,根据串联电路的电压特点求出变阻器两端的电压,根据W=UIt求出变阻器在10min内消耗的电能;(4)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电路消耗的电功率最小,根据串联电路的特点得出等式,然后从图象中读出符合的电流和电压值,根据P=UI求出电路中的最小电功率.
【考点精析】通过灵活运用欧姆定律及其应用和电功的计算,掌握欧姆定律的应用: ① 同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大.(R=U/I) ② 当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小.(I=U/R) ③ 当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大.(U=IR);电功计算公式:W=UIt(式中单位W→焦(J);U→伏(V);I→安(A);t→秒)即可以解答此题.
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【题目】在探究“影响电流热效应的因素”的实验中
(1)小明用甲图装置探究电热器产生的热量与电流的关系,将一根电阻丝浸没在一定质量的液体中,并在瓶中插入一支温度计,通过观测来比较电阻丝产生热量多少,为让烧瓶内液体温度升高得快些,应选用(煤油/水),理由是 .
(2)控制通电时间,调节滑动变阻器,记录电流表示数并填入表中
实验次数 | 电流/A | 通电时间/s | 电阻/Ω | 温度升高量/℃ |
1 | 0.3 | 30 | 10 | 1.5 |
2 | 0.6 | 30 | 10 | 6.0 |
3 | 0.9 | 30 | 10 | 13.5 |
结论:同一导体,在通电时间相等时,电流 , 其产生的热量 .
(3)在探究电热器产生热量与电阻的关系,应将乙图中(选填“A”或“B”)烧瓶中(选填“串联”或“并联”),以控制通过两瓶中电阻丝(电流/电压)相等地.