题目内容
【题目】如图所示,电源电压不变,闭合开关S,当滑片置于变阻器的B端时,电压表的示数为6V,R1的功率为3.6W;当滑片P置于变阻器的中点时,电压表的示数变化了2V.下列判断正确的是
A.电源电压为10V
B.R1的阻值为20Ω
C.滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω
D.滑片P在中点时,R1的电功率为6.4W
【答案】D
【解析】
本题考查动态电路,主要应用串联电路的特点、欧姆定律、电功率来解答
A.由电路图可得,两个电阻串联,电压表测变阻器的电压,当滑片P置于B端时,R2的阻值最大。此时电阻R2的电压U2=6V,R1的电功率P1=3.6W。假设此时R1两端的电压是U1,则有:
即得①式
当P置于变阻器中点时,变阻器的电阻变为。即变阻器的电阻变小,根据串联电路的电阻特点得,电路总电阻变小,而电源电压不变,再由欧姆定律得,电路电流变大。而电阻R1的阻值不变,那么它的电压变大,变阻器两端的电压会变小,所以电压表示数变化了2V,即是变阻器此时的电压
U2= U2-2V=6V-2V=4V
电阻R1的电压
U1= U1+2V
则有:
即得②式
联合①②式得
R1=R2
而U2=6V,根据串联电路的特点:串联电路中,两个电阻的阻值相等,那么两个电阻两端的电压也相等,可得,
U1=U2=6V
所以电源电压
U=U1+U2=6V+6V=12V
故A不正确
BC.滑片P置于变阻器的B点时,电阻R1的功率P1=3.6W,则
变阻器的最大阻值R2=R1=10Ω,故BC都不正确
D.当滑片P置于变阻器中点时,变阻器的电阻
此时电路的总电阻
电流
那么R1的电功率
故D正确
【题目】在探究“滑轮组机械效率”时,小强利用两组滑轮组进行了4次测量,用一个动滑轮和一个定滑轮测得第1、2组数据,用两个动滑轮和两个定滑轮测得第3、4组数据(如表所示):
实验序号 | 物重G物/N | 动滑轮重G动/N | 动力F/N | 滑轮组的机械效率η% |
1 | 1 | 0.5 | 0.7 | 47.6 |
2 | 2 | 0.5 | 1.1 | 60.6 |
3 | 4 | 1 | 1.4 | |
4 | 4 | 2 | 50.0 |
(1)根据“测量滑轮组机械效率实验”的过程,画出图甲中滑轮组的绕绳方法.
(_________)
(2)在实验中,测量绳端拉力F时,应尽量________匀速向上拉动弹簧测力计;第4次实验时弹簧测力计的示数如图乙所示,则其动力为________N;第3次实验时滑轮组的机械效率约为________%.
(3)由第3、4组数据可知,同一滑轮组的机械效率与________有关.
(4)在第3次实验中,若钩码升高10cm,克服摩擦所做额外功为_____________.
【题目】小明为了探究“电流与电压、电阻的关系”,准备了如下实验器材:电源(电压恒为12V),电阻箱(0-999.9Ω)一个,电流表、电压表各一只,一个开关,滑动变阻器上标有“40Ω 1A”字样,导线若干,连接了如图甲所示的电路.
(1)小明首先研究电流与电压的关系。调节电阻箱接入阻值为20Ω,闭合开关,移动滑动变阻器滑片到3个不同位置,将电压表、电流表的示数记录在下表一中。当电压表示数为8V时,电流表的示数如图乙所示,为_____A。分析表中数据可知电流与电压的关系是:电阻一定时,电流与电压成_____.
表一 | 表二 | ||||||
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 实验次数 | 4 | 5 | 6 |
电阻R/Ω | 20 | 20 | 20 | 电阻R/Ω | 40 | 50 | 100 |
电压表示数U/V | 4 | 8 | 12 | 电压表示数U/V | 8 | 8 | 8 |
电流表示数I/A | 0.2 | 0.6 | 电流表示数I/A | 0.2 | 0.16 | 0.08 |
(2)小明完成第3次实验后,继续研究电流与电阻的关系。先断开开关,将电阻箱接入阻值调为40Ω,然后闭合开关,移动滑片,使电压表的示数为8V,他将实验数据填入表二。随后他将电阻箱接入阻值调为50Ω,接下来他应该将变阻器滑片向_____端(选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数为_____V.
(3)当小明将电阻箱接入阻值调为100Ω继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,你认为“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因可能是_____
A.电阻箱接入的阻值太小
B.滑动变阻器的最大阻值太小
C.确定的电压表的示数太大
(4)小明解决了上述问题后,完成了实验.利用收集到的多组数据,如上表二,请在下图作出电流I与电阻倒数的关系图像_____,分析图像得出了电流与电阻的关系是:_____.