题目内容
【题目】如图甲所示电路,电源电压恒定,R0是定值电阻,当滑片从b端滑到a端过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图象如图乙所示,下列选项正确的是
A. 电源电压为6V
B. 当滑片从b端滑到a端过程中,电压表与电流表比值变大
C. 当滑片从b端滑到a端过程中,R0的最小功率为0.4W
D. 当滑片从b端滑到a端过程中,滑动变阻器最大功率为0.9W
【答案】CD
【解析】
由电路图可知,R0与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测变阻器两端的电压。
(1)当滑片位于a端时,接入电路中的电阻为零,电路中的电流最大,根据图象读出电路中的电流,根据欧姆定律表示出电源的电压;当滑片位于b端时接入电路中的电阻最大,电压表的示数最大,电流表的示数最小,根据图象读出电表的示数,根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值,再根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式求出R0的阻值,进一步求出电源的电压;
(2)当滑片在b端时,根据P=UI求出R0的功率;当滑片在中点时,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,根据P=I2R求出滑动变阻器的最大功率。
由电路图可知,R0与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测变阻器两端的电压。(1)当滑片位于a端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为零,电路中的电流最大,
由图象可知,电路中的最大电流I大=0.6A,由I=可得,电源的电压:U=I大R0=0.6A×R0,
当滑片位于b端时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电压表的示数最大,电流表的示数最小,由图象可知,U滑=4V,电路中的最小电流I小=0.2A,则由I=可得滑动变阻器的最大阻值:
R滑===20Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电源的电压:U=I小(R0+R滑)=0.2A×(R0+20Ω),因电源的电压不变,所以,0.6A×R0=0.2A×(R0+20Ω),解得:R0=10Ω,电源的电压U=I大R0=0.6A×10Ω=6V,故A错误;
当滑片从b端滑到a端过程中,滑动变阻器连入电路中的电阻变小,即电压表和电流表的比值变小,故B错误;当滑片滑倒b端时,连入电路的电阻最大,通过电路的电流最小,为0.2A,的功率:==10=0.4W,故C正确;滑动变阻器的功率最大,也就是滑动变阻器连入电路的电阻和定值电阻相等即都是10时,滑动变阻器的功率最大。此时电路中的电流为:I=0.3A。滑动变阻器的最大功率为:100.9W。故D正确,故选CD。
【题目】物理兴趣小组在做“测量小灯泡的电阻”实验时,准备了以下器材:小灯泡(额定电压为2.5V)、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、开关、两节干电池、滑动变阻器、导线若干。如图甲为该小组连接的实物图。
(1)请指出实物图连接的两处错误。
①_______;②_______。
(2)正确连接电路后,闭合开关,当滑动变阻器的滑片置于某位置时,电流表和电压表的示数如图乙、丙所示,则小灯泡电阻为_______Ω.(计算结果保留一位小数)
(3)改变滑动变阻器滑片的位置,记录下不同时刻的电压值和电流值,并计算出小灯泡在不同电压下的电阻值,数据处理表格如下所示,其中有一处是不恰当的,这一处是_______。
实验次数 | 电压/V | 电流/A | 电阻/Ω | 平均电阻/Ω |
1 | 1.0 | 0.17 | 5.9 | 7.7 |
2 | 1.4 | 0.17 | 7.8 | |
3 | 1.8 | 0.22 | 8.2 | |
4 | 2.0 | 0.23 | 8.7 |
(4)该小组又利用这个电路测量小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器,若此时电流表示数为0.25A,则小灯泡的额定功率为_______W。