题目内容
【题目】如图所示,电源电压恒为6V,灯L标有“6V 2W”字样(灯丝电阻不变),R1=36Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,当S1、S2都断开且滑动变阻器R2的滑片P在中点时,电流表示数为0.2A.求:
(1)R2的最大阻值
(2)当S1、S2都闭合时,电流表、电压表的示数;
(3)当S1、S2都断开时,在电路处于安全工作状态下,电路消耗的功率范围.
【答案】
(1)解:由得,灯L的电阻:==18Ω,
根据欧姆定律可得,总电阻=30Ω,
当S1、S2都断开且滑动变阻器R2的滑片P在中点时,滑动变阻器R2与灯L串联,
根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和,即R=RL+,
则滑动变阻器的最大阻值R2=2(R-RL)=2×(30Ω-18Ω)=24Ω.
答:R2的最大阻值为24Ω.
(2)解:当S1、S2都闭合时,此时电阻R1与灯L并联,滑动变阻器R2被短路,
因为电压表测量滑动变阻器R2两端的电压,所以电压表示数为0
根据并联电路各支路两端的电压都相等,即U1=UL=U=6V,
通过电阻R1 的电流,
通过灯L的电流,
干路电流I总=I1+IL ==0.5A,即电流表的示数为0.5A.
答:当S1、S2都闭合时,电流表、电压表的示数分别为6V、0.5A.
(3)解:当S1、S2都断开时,滑动变阻器R2与灯L串联,电流表测电路中的电流,电压表测量滑动变阻器R2两端的电压,
根据可知,当滑动变阻器R2的滑片P在最左端时,电路中的总电阻最小时,电路消耗的功率最大,
此时电路中只有灯L且正常发光,通过灯L的电流:,
电路消耗的最大功率P最大=P额=2W;
当电压表的示数为3V时,滑动变阻器允许接入的电阻最大,电路中的总电阻最大,电路消耗的功率最小,
此时灯泡两端的电压U′=U-UV=6V-3V=3V,
电路中的电流,电路消耗的最小功率P最小=UI′=6V×A=1W;
当S1、S2都断开时,在电路处于安全工作状态下,电路消耗的功率范围为1W~2W.
答:当S1、S2都断开时,在电路处于安全工作状态下,电路消耗的功率范围1W~2W.
【解析】(1)根据计算灯泡电阻,S1、S2都断开,滑动变阻器R2的滑片P在中点时,R2与灯L串联,由 计算总电阻,从而计算出R2的最大阻值;
(2)当S1、S2都闭合时,电阻R1与L并联,R2被短路,电压表测量R2两端的电压,由此可判断电压表的示数;
电流表测量干路电流,计算出通过L和R1的电流,由并联电路电流特点求出干路电流即为电流表的示数;
(3)根据P知,当R2的滑片在最左端时,电路中的总电阻最小时,电路消耗的功率最大,此时电路中只有灯L且正常发光,最大功率即为灯L的额定功率;
当电压表的示数为3V时,滑动变阻器允许接入的电阻最大,电路中的总电阻最大,电路消耗的功率最小,根据串联电路电压特点求出此时灯L两端电压,
根据求出电路中的电流,由P=UI计算出最小功率.
【考点精析】关于本题考查的欧姆定律及其应用和电功率的计算公式,需要了解欧姆定律的应用: 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);计算电功率公式:P =W/t ;P=UI ; 式中单位P→瓦(w);W→焦;t→秒;U→伏(V);I→安(A)计算电功率还可用公式:P=I2R和P= U2
【题目】小红同学在做“观察水的沸腾”试验时,从85℃开始,每隔1min记录一次温度计的示数,直到水沸腾一段时间后停止读数,其数据如表
时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
温度/ | 85 | 90 | 93 | 95 | 96 | 96 | 96 | 96 |
(1)实验中,所用温度计是根据液体的原理制成的.
(2)根据表中数据可知,水的沸点为℃,说明实验地的大气压(填:“大于”、“小于”或“等于”)一标准大气压.
(3)根据实验可知,水在沸腾过程中,需要热量(选填:“吸收”、“放出”)且温度(选填:“升高”、“降低”或“不变”).