题目内容

【题目】如图甲所示是小灯泡L的I﹣U图象,把小灯泡接入图乙的电路中,先将滑动变阻器的滑片P移至B端,闭合开关S,电压表示数为3V;再将滑片P向左移动直到电压表示数为6V,此时小灯泡L刚好正常发光.已知电源电压恒定,滑动变阻器的铭牌标有“20Ω 2A”,则电源电压为V,小灯泡正常发光时,滑动变阻器消耗的功率为W.在滑动变阻器的滑片移动的过程中,电路中消耗的总功率的最大值和最小值之比为

【答案】15;9;5:3
【解析】解:(1)当滑动变阻器的滑片P移至B端时,滑动变阻器的最大阻值和灯泡串联, 由图象可知,当电压表示数为3V时,电路中的电流I=0.6A,
由I= 可得,滑动变阻器两端的电压:
U=IR=0.6A×20Ω=12V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:
U=UL+U=3V+12V=15V;(2)由图象可知,灯泡两端的电压为6V时,电路中的电流I′=1A,此时灯泡正常发光,
滑动变阻器两端的电压:
U′=U﹣UL=15V﹣6V=9V,
滑动变阻器消耗的功率:
P=U′I′=9V×1A=9W;(3)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路消耗的总功率最小,当灯泡正常发光时电路消耗的总功率最大,
则电路中消耗的总功率的最大值和最小值之比:
P:P=UI′:UI=I′:I=1A:0.6A=5:3.
所以答案是:15;9;5:3.
【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】阅读短文,回答文后问题: 电水壶
图甲所示是常见的电水壶,它的工作原理是:接通电源加热后,水温逐步上升到100℃,水开始沸腾,水蒸气使双金属片变形推动蒸汽开关,从而使电水壶在水烧开后自动断电(下次烧水需重新闭合蒸汽开关).如果蒸汽开关失效,壶内的水会一直烧下去,直到水被烧干,发热元件温度急剧上升,位于发热盘底部也有一个双金属片开关,会因为热传导作用温度急剧上升,膨胀变形,断开电源.
图乙是双金属片温控原理图,A为双金属片,由两层不同金属粘合而成,受热时二者膨胀的快慢不同.在未通电和低于预定温度时,双金属片A和静片B上的触点接通,电路正常工作,当温度达到预定温度时,双金属片向左弯曲(温度越高,弯曲程度越大),电路断开.C是调节旋钮,调节它可改变双金属片与静片弹性接触的力度,从而调节双金属片断开的温度.
图丙是传统电水壶用电热丝(实线①)及PTC材料(实线②)的电阻随温度变化的关系图象.若使用PTC加热元件代替电热丝,可以有效防止因为干烧而出现的着火危险.PTC加热元件的自动控制温度性能是绝对可靠的,它靠的是PTC本体内的电阻变化而控制温度,而不是依靠任何触点控制.所以现在很多高档的电热水壶采用了PTC加热元件.

(1)若不使用三线插座供电,手摸电水壶的金属外壳(一定会/一定不会/有可能)触电.
(2)图甲中的电水壶,其蒸汽开关与双金属片开关应(串联/并联)连接.
(3)关于图甲电水壶中的双金属片,下列说法正确的是
A.双金属片受热时,金属层a比b膨胀快
B.调节旋钮C,使静片B向左弯曲时,双金属片断开的温度值变低
C.蒸汽开关与发热盘底部的双金属片开关是同时断开的
D.双金属片触点频繁通断电,容易烧接在一起,从而导致干烧危险
(4)通电后PTC电水壶发热盘的最终温度应在(T5﹣T6/T6﹣T7/T7﹣T8)范围内.
(5)通电后,①②两种发热材料的功率随时间变化的图象正确的是

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