题目内容
【题目】如图甲所示的电路中,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器(其最大阻值为40Ω)。闭合开关S后,当滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中,R1消耗的电功率随R1电阻变化关系如图乙所示,根据图象信息。则下列判断正确的是( )
①电路中最小电流0.4A;②R0的阻值是20Ω;③电源电压10V;④R0消耗的最大电功率10W。
A. ①②B. ③④C. ①③D. ②④
【答案】B
【解析】
(1)由图甲可知:R0、R1串联,
当滑动变阻器R1的滑片P在a端时,其接入电路的电阻最大,此时电路中的电流最小,
由图象可知,R1的电阻最大为40Ω时,R1的功率为Pa=1.6W;
由P=I2R可得电路中的最小电流:
I最小===0.2A;故A错误;
(2)由图象可知,当R1=10Ω时,R1的功率P1=2.5W,
由P=I2R可得此时电路中的最小电流:
I′===0.5A;
由欧姆定律和串联电路的特点可得,当R1=10Ω时电源电压:
U=I′(R1+R0)=0.5A×(10Ω+R0)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣Ⅰ
同理可得,当R1=40Ω时电源电压:
U=I最小(R最大+R0)=0.2A×(40Ω+R0)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣Ⅱ
电源电压不变,联立方程ⅠⅡ解得:R0=10Ω,U=10V;故②错误,③正确;
(3)当滑动变阻器连入电路的电阻为0时,R0的电压最大为电源电压,此时R0的功率最大,
则R0消耗的最大电功率:P0大===10W,故④正确。
故选:B。
【题目】在“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中,实验器材有学生电源(4 V不变),电流表(0~0.6 A)、电压表、定值电阻三只(5 Ω、10 Ω、20 Ω各一只),滑动变阻器M、N的规格分别为:“10 Ω 2 A”、“20 Ω 1 A”,开关、导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整,要求滑片P向B端移动时电路中电流变大。
(__________)
注意:连接电路的过程中开关应始终________;
(2)实验过程中,使用不同定值电阻进行探究时,调节滑动变阻器的阻值,要控制________保持不变;
(3)某次实验中,闭合开关时,电流表示数几乎为零,电压表示数为4 V,调节滑动变阻器的阻值,两电表示数均无明显变化,电路故障原因可能是________;
(4)排除故障后,更换不同定值电阻进行实验,记录实验数据如表:
实验次数 | 1 | 2 | 3 |
电阻/Ω | 5 | 10 | 20 |
电流/A | 0.40 | 0.20 | 0.10 |
分析表中数据可得到的结论是:____;由数据可知应选择滑动变阻器_____;(填“M”或者“N”)
(5)为使三个电阻都进行实验,则电阻R的控制电压的范围是________V。