题目内容

【题目】小明按如图所示的电路进行试验,已知电源电压不变,闭合开关,改变a、b之间的电阻箱R的阻值,得到一组电压表的示数U﹣R的图象如图乙所示.
(1)随着电阻箱接入电路中的阻值增大,定值电阻R0两端的电压(选填“增大”、“减小”或“不变”).
(2)将a、b间的电阻箱换成未知电阻Rx , 读得电压表示数为4.5V,则Rx=Ω,此时电路中电流为A.
(3)取下Rx , 分别将电阻RA和RB接入a、b之间,读得对应的电压表示数为1V和3V在这两种情况下,RO上消耗的电功率变化了多少?

【答案】
(1)减小
(2)15;0.3
(3)解:根据U﹣R图象可知,当电压表示数为1V时,电阻箱接入电路的电阻为1Ω,因此RA=1Ω,此时电路中的电流:IA= = =1A;

根据U﹣R图象可知,当电压表示数为3V时,电阻箱接入电路的电阻为6Ω,因此RB=6Ω,此时电路中的电流:IB= = =0.5A;

因为电源电压不变,所以可得:

IA(RA+R0)=IB(RB+R0

1A×(1Ω+R0)=0.5A×(6Ω+R0

R0=4Ω,

R0上消耗的电功率变化了:△P=PA﹣PB=(IA2R0﹣(IB2R0=(1A)2×4Ω﹣(0.5A)2×4Ω=3W


【解析】解:(1)随着电阻箱接入电路中的阻值增大,电阻箱两端电压随之增大,根据串联电路电压特点可知,定值电阻R0两端的电压将减小;(2)根据U﹣R图象可知,当电压表示数为4.5V时,电阻箱接入电路的电阻为15Ω,因此Rx=15Ω,此时电路中的电流:I= = =0.3A; 根据电路图可知,电阻箱与定值电阻串联,电压表测量电阻箱两端电压;(1)串联电路起分压作用,电阻越大,分得的电压越大;(2)根据U﹣R图象读出,当电压表示数为4.5V时的电阻值,由于定值电阻不变,则Rx等于电压表示数等于4.5V时电阻箱对于的阻值;
根据欧姆定律可求出此时电路中的电流;(3)根据U﹣R图象分别读出,当电压表示数为1V和3V时的电阻值,根据欧姆定律分别求出电路中的电流,由P=UI可分别求出电功率,两次功率差即为变化量.

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