题目内容
【题目】如图所示,电源电压6V保持不变,定值电阻R1标有“10Ω0.5A”字样:滑动变阻器R2标有“20Ω 1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,闭合开关S,下列做法能够保证电路安全的是
A. 电路中电流不超过0.6A
B. 两端电压不超过3V
C. 滑动变阻器连入电路的阻值在范围内变化
D. 电路的总功率在范围内变化
【答案】D
【解析】
A.由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。当电压表的示数U2=3V时,电路中的电流为:
因串联电路中各处的电流相等,且R1允许通过的最大电流为0.5A,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,故最大电流为0.5A;
B.R1两端电压最大:U1大=I大R1=0.5A×10Ω=5V;
C.电路中的最大电流I大=0.5A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,由公式 可知,电压不变,电流最大,电路消耗的总功率最大,电路中的总电阻:
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:
R2小=R-R1=12Ω-10Ω=2Ω
当电压表的示数U2=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大为:
则滑动变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围可以为2Ω~10Ω;
D.电路消耗的最大功率:
P大=UI大=6V×0.5A=3W
当电压表的示数U2=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,电路消耗的总功率最小,电路消耗的最小功率:
P小=UI小=6V×0.3A=1.8W,
所以,电路消耗总功率允许的变化范围可以为1.8W~3W。
【题目】某些固体材料受到外力后除了产生形变,其电阻也会发生变化,这种由于外力的作用而使材料电阻发生变化的现象称为“压阻效应”,现用如下图所示的电路研究某长薄板电阻Rx的压阻效应,实验室中有下列符合要求的器材。
A.电源(3V) B.电流表A1和A2(量程均为0~0.6 A,分度值均为0.02A)
C.开关S D.保护电阻R(阻值未知) E.定值电阻R0(阻值已知)
(1)为了测量电阻Rx的阻值,请在图甲中虚线框内补全电路图;
(_______________)
(2)在电阻Rx上加一个竖直向下的力F,闭合开关S,记下电流表A1的示数I1、电流表A2的示数I2,则Rx=_________(用字母表示);
(3)下表记录了在施加不同压力F时所测得的Rx
F/N | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
Rx/Ω | 10 | 8 | 6 | 4 | 2 |
请根据表中数据在图乙中用描点法绘制出Rx与F的关系图像,
(___________)
写出Rx与F的关系式为Rx=______.
(4)为了保证实验中电路安全,保护电阻R的阻值应该选用_____________.
A. 1Ω B. 2Ω C. 4Ω D. 5Ω
(5)平时我们忽略了电流表自身也有一定阻值这个事实,其实电流表相当于一个能显示流过自身电流的定值电阻,若考虑电流表A2自身电阻对实验的影响,上述操作所测得Rx的值比真实值_______(偏大/偏小/无影响)。