题目内容
16.如图甲所示,是一种自动测量油箱内油量的装置,油量表(由电流表改装而成)的指针能指示油箱内油的多少.当油箱加满油时,浮标通过杠杆使滑片恰好移至变阻器的最下端;当油箱油量减少到5L时,油量表就会发出警告.油的体积V和变阻器接入电路的电阻R的关系如图乙所示,电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为100Ω.闭合开关S,求:(1)当油箱加满油时电路中的电流;
(2)油箱内油量剩余一半时变阻器R两端的电压;
(3)油量表刚报警时R0的功率.
分析 (1)由题意可知,当油箱加满油时,滑片恰好移至变阻器的最下端,接入电路中的电阻为零,根据欧姆定律求出电路中的电流;
(2)由图乙可知R与V的关系为一次函数,设出表达式,把V=0、R=1000Ω和V=50、R=0代入得出表达式,然后求出油箱内油量剩余一半时R的阻值,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出变阻器R两端的电压;
(3)根据R与V的关系求出油量表刚报警时R的阻值,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,利用P=I2R求出R0的功率.
解答 解:(1)由题意可知,当油箱加满油时,滑片恰好移至变阻器的最下端,接入电路中的电阻为零,
则电路中的电流:
I=$\frac{U}{{R}_{0}}$=$\frac{6V}{100Ω}$=0.06A;
(2)由图乙可知R与V的关系为一次函数,设为R=kV+b,把V=0、R=1000Ω和V=50L、R=0代入可得:
R=k×0V+b,0=k×50L+b,
解得:k=-20Ω/L,b=1000Ω,
即R=-20Ω/L×V+1000Ω,
当油箱内油量剩余一半(即V=25L)时R的阻值:
R1=-20Ω/L×25L+1000Ω=500Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的电流:
I1=$\frac{U}{{R}_{0}+{R}_{1}}$=$\frac{6V}{100Ω+500Ω}$=0.01A,
变阻器R两端的电压:
U1=I1R1=0.01A×500Ω=5V;
(3)油量表刚报警时R的阻值:
R2=-20Ω/L×5L+1000Ω=900Ω,
电路中的电流:
I2=$\frac{U}{{R}_{0}+{R}_{2}}$=$\frac{6V}{100Ω+900Ω}$=0.006A,
R0的功率:
P0=I22R0=(0.006A)2×100Ω=3.6×10-3W.
答:(1)当油箱加满油时电路中的电流为0.06A;
(2)油箱内油量剩余一半时变阻器R两端的电压为5V;
(3)油量表刚报警时R0的功率为3.6×10-3W.
点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,从图象中得出R与V的关系式是关键.
| A. | 太阳能转化为电能 | B. | 电能转化为风能 | ||
| C. | 水能转化为电能 | D. | 风能转化为电能 |
| A. | 霜的形成是一种升华现象 | |
| B. | 晶体熔化时吸收热量,温度升高 | |
| C. | 衣柜里的樟脑丸逐渐消失是汽化现象 | |
| D. | 烧开水时冒出的“白气”是水蒸气液化形成的 |
| A. | 纸片托住水 | B. | 橡皮膜外凸 | ||
| C. | U形管中液面相平 | D. | 手指夹住铅笔两端 |