题目内容
【题目】如图所示电路,电源电压不变.闭合开关后,当滑片P在某一端点时,电流表示数为0. 3A,小灯泡消耗的功率为0. 9W ;当滑片P移至中点时,电压表示数变化了2V,此时小灯泡恰好正常发光,且消耗的功率为2W.下列说法正确的是
A. 滑动变阻器的最大阻值为10Ω
B. 电源电压为10V
C. 小灯泡正常发光时的电阻为10Ω
D. 滑片P在最右端时,滑动变阻器消耗的功率为1. 8W
【答案】D
【解析】
由电路图可知,灯泡、滑动变阻器串联连接,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)闭合开关后,当滑片P在某一端点时,根据P=UI即可求出灯泡两端的电压;当滑片P移至中点时,由于灯泡两端的电压变大,电路中的电流变大,滑动变阻器的电阻变小,根据电压表示数变化量即可得出此时电灯泡两端的电压,利用P=即可求出灯泡的电阻;
(2)当滑片P移至中点时,根据P=UI求出电路中的电流,然后应用串联电路特点与欧姆定律根据电源电压不变可以求出滑动变阻器的最大阻值和电源电压。
(3)当滑片P在最右端时,滑动变阻器全部连入电路,应用电功率公式P=I2R求出滑动变阻器消耗的功率。
由电路图可知,灯泡、滑动变阻器串联连接,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)闭合开关后,当滑片P在某一端点时,根据P=UI可知:灯泡两端的电压UL===3V;
当滑片P移至中点时,由于灯泡功率由0.9W变为2W,即灯泡两端的电压变大,则电路中的电流变大,所以滑动变阻器连入电路的电阻变小;则此时电灯泡两端的电压U′L=UL+2V=3V+2V=5V;由于灯泡正常发光时根据P=得灯泡正常发光时的电阻:
RL===12.5Ω,故A错误;
(2)当滑片P在某一端点时,滑动变阻器全部连入电路,根据串联电路电阻特点和I=可得:电源电压U=UL+IR=3V+0.3A×R…①
当滑片P移至中点时,根据P=UI可知:电路中的电流I′===0.4A,根据串联电路电阻特点和I=可得:电源电压U=I′(RL+R)=0.4A(12.5Ω+R)…②
解①②可得:R=20Ω,U=9V,故B错误、C错误;
(3)当滑片P在最右端时,滑动变阻器全部连入电路,滑动变阻器消耗的功率P=I2R=(0.3A)2×20Ω=1.8W,故D正确。
故选:D。
【题目】小乐同学按如图甲所示的电路图,探究“小灯泡的亮度和实际电功率的关系”。可用器材:标有“2.5V”字样的灯泡、电压恒为4.5V的电源、滑动变阻器R1“20Ω 1A”、R2“50Ω 1A”、R3“100Ω 0.1A”、电流表(量程为0~0.6A、0~3A)、电压表(量程为0~3V、0~15V)
(1)请根据如图中的电路图用笔画线代替导线将如图的实物连接成完整电路(导线不允许交叉)。
(________)
(2)小乐按照正确步骤操作后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,接下来小乐应该_______
(填选项前的字母)。
A.更换小灯泡 B.检查电路是否开路 C.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(3)正确操作后,小乐闭合开关,移动滑片,电压表示数为2.2V,若要灯泡正常发光,则应向______(选填“A”或“B”)端移动滑片,当小灯泡正常发光时,电流表示数为0.3A,小灯泡的额定功率为_________W。
(4)小乐又陆续测量出了灯泡在不同电压下对应的电流,并填入下表。根据表中数据可知,小乐选择的滑动变阻器________是(选填“R1”、“R2”或“R3”)。若将这样两个完全相同的小灯泡串联在电压为2V的电源上,则电路的总功率为______W。
电压表的示数U/V | 电流表的示数I/A | 灯泡亮度 |
0.5 | 0.1 | 暗 |
1.0 | 0.2 | 较暗 |
1.5 | 0.26 | 较亮 |
2.5 | 0.3 | 亮 |
(5)根据实验数据和现象,小乐得出结论:小灯泡的实际功率越________(选填“大”或“小”),灯泡越亮。
(6)同组的小越还想探究“电压一定时,电流与电阻的关系”,于是将电路中的小灯泡换成阻值分别为
10Ω、8Ω、5Ω、2Ω的定值电阻,滑动变阻器选用R1“20Ω 1A”,电流表量程改接为0~3A,其余连接不变。在实验中,将定值电阻依次接入电路,调节滑动变阻器(接入阻值不为零)使定值电阻两端的电压保持U0不变,为了能够顺利得到4组I、R数据,该电压U0的取值范围是__________。