题目内容
【题目】如图甲所示,是探究“电流与电阻的关系”实验。电源电压恒为7.5V,滑动变阻器的最大阻值1000Ω。
(1)图乙是未连接好的电路,滑片已处于合适位置,请在图中用笔画线代替导线连接好电路。
(__________)
(2)某小组利用5Ω,10Ω和15Ω的定值电阻,按照实验要求进行试验,根据实验数据绘制成如图丙所示的图像。根据图像信息可知:实验中用5Ω的电阻完成实验后,直接将5Ω的电阻换成10Ω,为保证电压表的示数为_____V不变,应将滑动变阻器的滑片向_____移动(选填“左”或“右”)。
(3)该小组同学想增加定值电阻再多做几次实验,由题中信息可知,所选用的定值电阻不能超过_____Ω。
(4)实验室备有下列器材:
A.待测定值电阻Rx:阻值在7~9Ω之间
B.滑动变阻器:最大阻值约20Ω
C.定值电阻R0:阻值10Ω
D.电流表A:两个量程0~0.6A,0~3A
E.电源:电源电压U恒为4V
F.单刀双掷开关(双向开关)S及导线若干
为了测出待测电阻Rx,的电阻,设计了图所示的电路。
①小亮设计的实验操作主要步骤是:
Ⅰ.将开关掷向a,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,使A表的指针指到表盘上某一适当位置;读出电路稳定后A表的示数(记为I1)
Ⅱ.将开关掷向b,移动滑动变阻器的滑片至另一位置,使A表的指针指到表盘上另一适当位置; 读出电路稳定后A表的示数(记为I2)
②王瑞认为小亮设计的步骤Ⅱ中有不妥当之处,请你帮小亮写出正确的步骤Ⅱ:_____。
③按正确的操作,他们顺利的测出了Rx的电阻。请你写出用测得的物理量I1、I2,和已知物理量U、R0表示的Rx的表达式Rx=_____。
【答案】 2.5 右 50 保持变阻器的滑片位置不动,将开关掷向b,读出电路稳定后A表的示数(记为I2)
【解析】
(1)[1]根据电路图知,电压表并联在电阻的两端,滑动变阻器与电阻串联,接左下接线柱,如下图
。
(2)[2][3]由图丙知,电压表的示数应为
根据串联分压原理可知,将定值电阻R由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大,探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为2.5V。
(3)[4]由串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
当滑动变阻器最大阻值100Ω接入电路中时,电路中最小电流为
定值电阻的最大值为
由题中信息可知,所选用的定值电阻不能超过50Ω。
(4)[5]S掷向b时,测出电路电流I2,电源电压为
所以
S掷向a时,测出电路电流I1,电源电压为
有两个未知量,无法表示出Rx,要测出Rx,应保持滑动变阻器的滑片不变,当S掷向b时,读出电路稳定后A表的示数(记为I2)。
[6]由电源电压不变可知
整理可得
解得
【题目】如图甲是全自动干手器,其原理图如图乙所示,S1是红外感应开关,S2是温控开关。某宾馆的一台干手器只能吹冷风不能吹热风,经检查,原来是机内的电热丝烧坏了,电工老李想用一根阻值相同的电热丝来替换,为此,他查看了铭牌(如表所示),然后关掉宾馆房间中所有用电器,只让干手器正常工作,观测出电能表2 min转了20转,电能表铭牌上标有“3000 r/(kWh)”字样。
型号 | SHZ2010﹣624 |
额定功率 | 热风时:1168 W |
冷风时:? W | |
额定电压 | 220 V |
(1)请你根据上述描述帮老李算出应选配的电热丝的阻值。
(2)老李修好干手器后吹热风时,求正常工作10 s消耗的电能。
(3)当电路供电电压为200 V时,求电热丝的实际电功率。