题目内容
【题目】如图甲所示电路,电源电压恒为1.5V,闭合开关后,把滑动变阻器R2的滑片P从最右端向左移动.由于滑动变阻器某处发生断路,滑片P向左移动一段距离后,电流表才有读数,此时电压表的示数为1.35V.且电流表读数I与滑片P移动的距离x的关系如图乙所示.求:
(1)当电流表开始有读数时,滑片P移动的距离x的值和R2接入电路的阻值;
(2)电阻R1的阻值;
(3)当滑片P移到x等于10cm处时,R2消耗的电功率.
【答案】(1)当电流表开始有读数时,滑片P移动的距离x的值为5cm,R2接入电路的阻值为9Ω;(2)电阻R1的阻值为1Ω;(3)当滑片P移到x等于10cm处时,R2消耗的电功率为0.36W
【解析】解:(1)由电路图可知,两电阻串联,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器两端的电压;
由图乙当电流表开始有读数即I=0.15A时,滑片P移动的距离x=5cm;
R2接入电路的阻值:
R2===9Ω.
(2)R1两端的电压:
U1=U﹣U2=1.5V﹣1.35V=0.15A,
R1===1Ω.
(3)由乙图可知,当滑片P移到x等于10cm处时,电路中的电流I′=0.3A;
R1两端的电压:
U1′=I′R1=0.3A×1Ω=0.3V,
R2两端的电压:
U2′=U﹣U1′=1.5V﹣0.3V=1.2V,
R2消耗的电功率:
P2=U2′I′=1.2V×0.3A=0.36W.
【题目】小明在研究性学习活动中,查阅到一种热敏电阻的阻值随温度变化的规律如下表,并将该型号的热敏电阻应用于如图所示由“控制电路”和“工作电路”组成的恒温箱电路中.
温度/℃ | … | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | … |
热敏电阻阻值/Ω | … | 350 | 300 | 250 | 210 | 175 | … |
“控制电路”由热敏电阻R1、电磁铁(线圈阻值R0=50Ω)、电源U1、开关等组成,当线圈中的电流大于或等于20mA时,继电器的衔铁被吸合,右边工作电路则断开;
“工作电路”由工作电源U2(U2=10V)、发热电阻R2(R2=5Ω)、导线等组成.问:
(1)工作电路工作时的电流为多大?电阻R2的发热功率为多大?
(2)若发热电阻R2需提供1.2×104J的热量,则工作电路要工作多长时间(不计热量的损失)?
(3)若恒温箱的温度最高不得超过50℃,则控制电路的电源电压U1最小值为多大?