题目内容

【题目】如图甲所示电路中,电源电压不变,R1是定值电阻,R2由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体EF、FG、GH连接而成,其中一段是铜导体,其电阻可忽略不计,另两段导体的阻值与自身长成正比,P是与R2良好接触并能移动的滑动触头,闭合开关S将P从H端移到E端时,电流表示数I与P向左移动距离x之间的关系如图乙所示.已知R1=10Ω,则下列判断错误的是(
A.当P位于x=31cm处时,R2消耗的功率为0.5W
B.GH导体的电阻为5Ω
C.电源电压为6V
D.FG段为铜导体

【答案】B
【解析】解:(1)由图甲知,当滑片位于E端时,电路为R1的简单电路,电路中的电流最大,由图象可知,I=0.6A, 由I= 可得,电源的电压:
U=IR1=0.6A×10Ω=6V,故C正确;(2)当滑片位于H端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由图象可知,I=0.2A,
则电路中的总电阻:R= = =30Ω,
串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以滑动变阻器的最大阻值:
REH=R﹣R1=30Ω﹣10Ω=20Ω,
由于滑片P从H端向E端移动,由图象的拐点(15cm﹣25cm)可知:
GH=15cm,FG=25cm﹣15cm=10cm,EF=35cm﹣25cm=10cm,
中间一段电流无变化,故FG是铜导线,故D正确;
由图象可知,当滑片P位于F点时,电路中的电流I=0.4A,则总电阻:
R′= = =15Ω,
则EF段的总电阻:REF=R′﹣R1=15Ω﹣10Ω=5Ω;
GH导体的电阻为:RGH=R﹣REF=20Ω﹣5Ω=15Ω,故B错误;(3)当x=31cm时,EF段连入电路的长度:LEF=35cm﹣31cm=4cm,
此时EF段连入的阻值:R2= ×LEF= ×4cm=2Ω,
由串联电路特点和欧姆定律可得此时电路中的电流:I= = =0.5A,
由P=I2R可得,此时R2消耗的功率P2=I2R2=(0.5A)2×2Ω=0.5W,故A正确.
故选B.
【考点精析】解答此题的关键在于理解欧姆定律及其应用的相关知识,掌握欧姆定律的应用: ① 同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大.(R=U/I) ② 当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小.(I=U/R) ③ 当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大.(U=IR),以及对电功率的计算公式的理解,了解计算电功率公式:P =W/t ;P=UI ; 式中单位P→瓦(w);W→焦;t→秒;U→伏(V);I→安(A)计算电功率还可用公式:P=I2R和P= U2/R.

练习册系列答案
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【题目】学校实验室新进了一批“2.5V 0.75W”的小灯泡,小明想通过实验探究小灯泡的额定功率是否符合规格.实验员提供了以下器材:待测小灯泡、铭牌为“10Ω 2A”、“50Ω 1A”的滑动变阻器各一个、电流表、电压表、二节1.5V的干电池、开关、导线.
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线把图乙所示的实物电路补充完整.
(2)小明连接完电路后闭合开关,发现电压表的示数接近电源电压,反复移动滑动变阻器的滑片P,电压表的示数基本不变.发生故障的原因可能是滑动变阻器 , 或者灯泡
(3)正确连接电路后,闭合开关S,小明在实验过程中发现小灯泡两端的电压调节范围小,原因是:;应换用铭牌为的滑动变阻器;
(4)小明更换器材后完成实验,应用实验数据作出“U﹣I”关系图象如图丙所示,由图可得小灯泡实测的额定功率为W,该小灯泡(选填“符合”或“不符合”)制造规格;
(5)由“U﹣I”关系图象可知,当小灯泡两端的电压为0.5V时,它的电阻是Ω;进一步分析图象可得小灯泡的电阻随着它 两端电压的升高而升高(选填“增大”、“减少”或“不变”).
(6)小明想通过实验来比较灯泡“实际电压是额定电压一半时的电功率P1”和“实际电流是额定电流一半时的电功率P2”的大小,但小明的同学没有通过实验也比较出了它们的大小,P1P2(选填“大于”、“小于”或“等于”).

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