题目内容
【题目】如图所示的电路中,电源电压U保持不变,滑动变阻器的最大阻值,移动滑动变阻器的滑片P至b端,闭合开关S1,断开开关S2,滑动变阻器的功率为P1;再闭合开关S2,滑动变阻器的功率为P2,且有P2 = 4P1;保持开关S1、S2闭合,将滑动变阻器的滑片P移到a端,电流表的示数Ia= 0.1A。
(1)定值电阻R阻值为多少?
(2)电源电压U为多少?
(3)保持开关S1、S2闭合,将滑动变阻器的滑片P从b端移到a端,写出该过程中电流表示数I与滑动变阻器R0滑片P与b端之间电阻Rb的关系式。(表达式中,电压值代入以V为单位的数值,电阻值代入以为单位的数值,无需保留单位)
【答案】(1)30;(2)3V;(3) I =
【解析】
(1)闭合开关S1,断开开关S2,两个电阻串联,滑动变阻器的功率为P1
再闭合并关S2,电阻R短路,滑动变阻器以最大阻值单独接入电路中,滑动变阻器的功率为P2
根据P2 = 4P1,联立两式可得
代入数据,解得电阻R阻值为30。
(2)开关S1、S2闭合,将滑动变阻器的滑片P移到a端,两电阻并联接在电源两端,电流表的示数Ia= 0.1A,则
解得电源电压为3V。
(3)保持开关S1、S2闭合,将滑动变阻器的滑片P从b端移到a端,滑动变阻器R0滑片P与b端之间电阻Rb与电阻R并联后再与滑动变阻器R0滑片P与a端之间电阻Ra串联。电阻R两端的电压与Rb两端电压相等,为
UR= URb=IR
通过Rb的电流为
IRb==
则电路中总电流为
I总=I+Ib= I+
滑动变阻器R0滑片P与a端之间电阻Ra为
Ra= R0max-Rb
则Ra两端的电压为
URa= I总Ra=(I+)(R0max-Rb)
根据串联电路电压关系可知,Ra两端与R两端电压之和等于电源电压,即
URa+ UR=3V
(I+)(R0max-Rb)+ IR =3V
将R及R0max代入(不保留单位),得
(I+)(30-Rb)+ 30I =3
最终得电流表示数I与Rb的关系式为
I =
答:(1)定值电阻R阻值为30;
(2)电源电压U为3V;
(3)电流表示数I的关系式为I =。
【题目】如图所示,AC、EG分别为粗细相同的锰铜合金丝和镍铬合金丝,B、F分别为这两段电阻丝的中点,一位同学用该装置做“研究决定电阻大小的因素”实验,记录数据见下表:
步骤 | M | N | 电流/A |
1 | A | C | 0.5 |
2 | A | B | 1.0 |
3 | A和C | B | 2.0 |
4 | E | G | 0.2 |
5 | E | F | 0.4 |
6 | E和C | F | 0.8 |
(1)比较步骤1(或4)与2(或5),得出结论:_____________________.
(2)比较步骤2(或5)与3(或6),得出结论:_____________________.
(3)比较步骤_______,得出结论:导体电阻大小与材料有关.