题目内容
【题目】如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当变阻器的滑片P在a、b两点(图上未标出)之间滑动时,电压表示数范围是3V~5V,电流表的示数范围是0.5A~0.6A.
根据题中给出的数据,请你计算出(任意)4个物理量,并把计算过程和结果填入下表.
物理量 | 计算结果 | |
1 | ||
2 | ||
3 | ||
4 |
【答案】解:由题知,滑片P在a端时,U1=3V,I1=0.6A,滑片在b端时,U2=5V,I2=0.5A.
P在a端时,电源电压U=U1+I1R0 ,
即:U=3V+0.6A×R0 , ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
P在b端时,电源电压U=U2+I2R0 ,
即:U=5V+0.5A×R0 , ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①、②解得:
R0=20Ω,U=15V;
P在a端时,R0消耗的电功率:
P0=(I1)2R0=(0.6A)2×20Ω=7.2W;
P在b端时,电路消耗的总电功率:
P=UI2=15V×0.5A=7.5W.
故答案为:
物理量 | 计算结果 | |
1 | R0 的阻值 | 20Ω |
2 | 电源电压 | 15V |
3 | P在a端时,R0消耗的电功率 | 7.2W |
4 | P在b端时,电路消耗的总电功率 | 7.5W |
【解析】串联电路中,滑动变阻器连入的电阻越小、总电阻越小、分压越小(电压表的示数越小)、电路中的电流越大(电流表的示数越大),所以滑片在a端时,U1=3V,I1=0.6A,滑片在b端时,U2=5V,I2=0.5A;联立方程组可解得电源电压和R0的电阻值;
P在a时,可求R0消耗的电功率,电路消耗的总功率;
P在b时,可求电路消耗的总功率.
【考点精析】解答此题的关键在于理解欧姆定律及其应用的相关知识,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),以及对电功率的计算公式的理解,了解计算电功率公式: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/R.