题目内容

如图4所示的电路中,电源的电动势为E=20V,内电阻r=5Ω,R1为定值电阻,R2为电阻箱.
(1)如果R1=2Ω,R2的阻值多大时,R2上消耗的电功率最大?最大值是多少?
(2)如果R1=8Ω,R2的阻值多大时,R1上消耗的电功率最大?最大值是多少?


(1)将定值电阻R1看作电源内电阻的一部分,R2消耗的电功率即为等效电源的输出功率.根据电源输出功率最大的条件可知,当R2=R1+r=7Ω时,R2消耗的电功率最大,最大值为=14.3(W)
(2)R1为定值电阻,所以R1上通过的电流强度最大时,它所消耗的电功率最大.因此,电阻箱就调至R2=0,这时R1所消耗的电功率最大,最大值为
=18.9(W)
【试题分析】
练习册系列答案
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(1)科学规律的发现离不开科学探究,而科学探究可以分为理论探究和实验探究.下面我们追寻科学家的研究足迹,用实验探究恒力做功和物体动能变化间的关系.
①某同学的实验方案如图1所示,该同学想用钩码的重力表示小车受到的合外力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认为在实验中还应该采取的两项措施是:
a.
平衡摩擦力
平衡摩擦力

b.
钩码的质量远小于小车的总质量
钩码的质量远小于小车的总质量

②如图2所示是某次实验中得到的一条纸带,其中A、B、C、D、E、F是计数点.两相邻计数点间的时间间隔为T,距离如图.要验证合外力的功与动能变化间的关系,除位移、速度、重力加速度外,还必须知道或测出的物理量有
钩码的质量m和小车的总质量M
钩码的质量m和小车的总质量M
;写出B、E两计数点间恒力做功和物体动能变化间的关系式
mg(△x2+△x3+△x4)=
1
2
M(
x4+△x5
2T
)
2
-
1
2
M(
x1+△x2
2T
)
2
mg(△x2+△x3+△x4)=
1
2
M(
x4+△x5
2T
)
2
-
1
2
M(
x1+△x2
2T
)
2

(2)影响物质材料电阻率的因素很多,一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大,而半导体材料的电阻率则与之相反,随温度的升高而减少.某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律,他们用该种导电材料制作成电阻较小的线状元件Z做实验,测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律.
①答题纸上,为完成实验,请连接图3的实物图

②实验测得元件Z的电压与电流的关系如下表所示.根据表中数据,判断元件Z是金属材料还是半导体材料?答:
半导体
半导体

U/V 0 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.50 1.60
I/A 0 0.20 0.45 0.80 1.25 1.80 2.80 3.20
③把元件Z接入如图4所示的电路中,当电阻R的阻值为R1=2Ω时,电流表的读数为1.25A;当电阻R的阻值为
R2=3.6Ω时,电流表的读数为0.80A.结合上表数据,求出电池的电动势为
4.0
4.0
V,内阻为
0.40
0.40
Ω.(不计电流表的内阻,结果保留两位有效数字)
(1)科学规律的发现离不开科学探究,而科学探究可以分为理论探究和实验探究.下面我们追寻科学家的研究足迹,用实验探究恒力做功和物体动能变化间的关系.
①某同学的实验方案如图1所示,该同学想用钩码的重力表示小车受到的合外力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认为在实验中还应该采取的两项措施是:
a.______;
b.______;
②如图2所示是某次实验中得到的一条纸带,其中A、B、C、D、E、F是计数点.两相邻计数点间的时间间隔为T,距离如图.要验证合外力的功与动能变化间的关系,除位移、速度、重力加速度外,还必须知道或测出的物理量有______;写出B、E两计数点间恒力做功和物体动能变化间的关系式______.
(2)影响物质材料电阻率的因素很多,一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大,而半导体材料的电阻率则与之相反,随温度的升高而减少.某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律,他们用该种导电材料制作成电阻较小的线状元件Z做实验,测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律.
①答题纸上,为完成实验,请连接图3的实物图

②实验测得元件Z的电压与电流的关系如下表所示.根据表中数据,判断元件Z是金属材料还是半导体材料?答:______.
U/V0.400.600.801.001.201.501.60
I/A0.200.450.801.251.802.803.20
③把元件Z接入如图4所示的电路中,当电阻R的阻值为R1=2Ω时,电流表的读数为1.25A;当电阻R的阻值为
R2=3.6Ω时,电流表的读数为0.80A.结合上表数据,求出电池的电动势为______V,内阻为______Ω.(不计电流表的内阻,结果保留两位有效数字)

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