题目内容
【题目】将标有“2V 1W”字样的小灯泡(灯丝电阻不变)和标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器连接在如图所示的电路图中,其中电源两端电压恒为4.5V,电流表量程为0﹣0.6A,电压表量程为0﹣3V.闭合开关,为保证电路安全,在移动滑动变阻器的滑片过程中,下列说法中正确的是( )
A.电流表示数变化范围是0.375A﹣0.5A
B.电压表示数变化范围是2.4V﹣3V
C.滑动变阻器阻值变化范围是5Ω﹣20Ω
D.电路的最大功率是2.25W
【答案】AD
【解析】解:由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流.(1)根据P=UI可得,灯的额定电流:
I额= = =0.5A,
由于串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,
所以,电路中的最大电流为Imax=0.5A,
由I= 得:灯泡的电阻RL= = =4Ω,
电路中的最小总电阻R= = =9Ω,
根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知:
滑动变阻器接入电路中的最小阻值:
R滑min=R﹣RL=9Ω﹣4Ω=5Ω;
滑动变阻器两端的最小电压为:
U滑min=ImaxR滑min=0.5A×5Ω=2.5V,
该电路的最大功率:Pmax=UImax=4.5V×0.5A=2.25W,故D正确;(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,此时电路中的电流:
I′= = =0.1875A,
则滑动变阻器两端的电压为Umax=IminR滑max=0.1875A×20Ω=3.75V>3V,
所以,当滑动变阻器接入电路中的电阻不能为20Ω,
则当滑动变阻器两端的最大电压为3V,所以,电压表示数的变化范围是2.5V~3V,故C错误;
根据串联电路的总电压电压各部分电路两端电压之和可知:
灯泡两端的最小电压为ULmin=U﹣U滑max=4.5V﹣3V=1.5V,
滑动变阻器两端的最小电压为:
U滑min=ImaxR滑min=0.5A×5Ω=2.5V,
电路中的最小电流为Imin= = =0.375A,
则电流表示数的变化范围是0.375A~0.5A,故A正确;
滑动变阻器接入电路中的最大电阻为:R滑max′= = =8Ω,
则滑动变阻器阻值变化范围是5Ω﹣8Ω,故B错误.
故选AD.
【考点精析】掌握欧姆定律及其应用和电功率的计算公式是解答本题的根本,需要知道欧姆定律的应用: 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/R.
【题目】下表是某储水式电热水器的铭牌:
型号:DSZF﹣C40J20D | 设计代号:C1 |
额定容量:40L | 额定功率:2000W |
额定电压:220V | 额定频率:50Hz |
额定压强:0.7MPa | 防水等级:IPX4 |
已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg℃)),水的密度是ρ水=1.0×103kg/m3
根据表中的数据,试求:
(1)电热水器正常工作的电流是多大?(结果保留两位小数)
(2)电热水器里的水刚好是额定容量时,把这些水从20℃加热到50℃,水吸收的热量是多大?
(3)电热水器正常工作时放出的热量80%被水吸收,那么加热这些水需要多长的时间?