题目内容
【题目】如图所示,电路中电源电压保持不变,小灯泡L的规格为“12V24W”(不考虑灯丝电阻受温度的影响),滑动变阻器的最大阻值为R2,将滑动变阻器的滑片P置于A端,只闭合开关S1时,电压表V1的示数为U1,电路中的总电流为I1,电压表V2的示数为U2;将滑动变阻器的滑片P置于B端,仍只闭合开关S1,电压表V1的示数为U′1,电路中的总电流为I2,电压表V2的示数为U′2,R1消耗的电功率为1.08W。已知U1:U′1=5:9,U2:U′2=5:3,小灯泡L的电阻为_____Ω;I1和I2的比值为_____;若电源电压可调,闭合开关S1、S2和S3,电流表量程为0~3A.滑动变阻器的阻值变化范围为3Ω15Ω,要求电流表最大值和最小值的差值不小于电流表指针偏转的,求可调电源电压的范围为_____。
【答案】6 5:3 3.75~4.5V
【解析】
[1]由灯泡的额定电压及额定功率可求其电阻为
[2]当闭合开关S1,滑片位于A端时,电路为R1与灯泡串联电路,电压表V2测小灯泡两端电压,当闭合开关S1,滑片位于B端时,电路为R1与滑动变阻器及灯泡串联,电压表V2测小灯泡两端电压,电压表V2两次测量灯泡两端电压,由于不考虑灯丝电阻受温度的影响,则由可知,当电阻不变时,电压与电流成正比,则可得I1和I2的比值等于电压之比,为5:3。
[3]由于两次闭合S1时,电源电压不变,则由欧姆定律可知两次电流之比等于电阻的反比,即
整理可得
由于已知U1:U′1=5:9可得
整理可得
R2=2R1
联立求解可得R1=3Ω,R2=6Ω,当闭合S1、S2、S3等效电路图如下
电路为并联电路,各电阻及灯泡互相独立工作,电流表测R1与R2总电流,由于电流表的量程为0~3A,则当滑动变阻器接入阻值最小为3Ω时,电路电流最大不超过3A,则此时对应最大电压,此时R1与R2总电阻为
则电源电压最大为
Umax=Imax×R总=3A×1.5Ω=4.5V
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时通过R1的电流不变,又因电流表最大值和最小值的差值不小于电流表指针偏转的,所以
解得,则综合可得电源电压的范围为3.75~4.5V。
【题目】小东在探究影响滑轮组机械效率高低的因素时,设计了如图所示的两个滑轮组,分别测量两次实验的动滑轮重G动、钩码总重G、钩码上升高度h、绳子自由端拉力F、绳子自由端移动距离s,计算出相应的机械效率η,并将它们填入下表中:
G动/N | G/N | h/m | F/N | s/m | η | |
甲 | 1.0 | 2.0 | 0.1 | 1.0 | 0.3 | |
乙 | 1.0 | 4.0 | 0.1 | 1.8 | 0.3 | 74.1% |
(1)实验中,测得甲滑轮组的机械效率η=_________;(保留三位有效数字)
(2)有实验数据分析可知:滑轮组机械效率高低与_________有关。
【题目】某宾馆对物品进行消毒时使用高温高压蒸汽消毒锅 (如图甲). 图乙为自动测定锅内温度的电路原理图.其中 R0为定值电阻,阻值为5Ω, A为温度指示表(实质是一只量程为0~0.6A的电流表) ,RX(测温探头)为热敏电阻(其电阻值随锅内温度的变化而变化).关于热敏电阻的阻值与温度的对应关系如下表所示
锅内的温度值/℃ | 25 | 37.5 | 50 | 62.5 | 75 | 87.5 | 100 | 112.5 | 125 |
Rx对应的电阻值/Ω | 150 | 80 | 50 | 30 | 20 | 15 | 10 | 7 |
(1) 若锅内温度为75 ℃ 时电流表的示数为0.24A.求电源的电压U.
(2)若锅内温度为125 ℃ 时电流表的示数为0.6A.求此时热敏电阻Rx的阻值及其功率.