题目内容

10.天气状况对安全行车的影响极大.如图是宝马公司一款高智能汽车的后视镜及电路原理图,该智能后视镜有三个档位工作,分别能够防雾、除雨露、除冰霜,宝马公司介绍防雾、除雨露、除冰霜依次需要后视镜提供更高的热量,车主只需通过转动旋钮开关就可让其工作.已知车载电源电压为100V,电热丝R1=100Ω,电热丝R2=200Ω,电热丝R3=300Ω,电阻值均不受温度的影响,求:
(1)要防雾应将旋钮调制图中1档,要除雨露应将旋钮调制图中2档,要除冰霜应将旋钮调制图中3档;
(2)当车主开启除冰霜功能时,该电路的总功率是多少;
(3)当车主开启防雾功能时,流过旋钮开关的电流有多大.

分析 (1)由题知,防雾需要热量最少,即功率最小,要除雨露需要热量较多,功率较大,要除冰霜最多,即功率最大,;
(2)由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$计算当车主开启除冰霜功能时电路的总功率;
(3)先计算开启防雾功能时电路的总电阻,再由欧姆定律计算电路中电流.

解答 解:
(1)由题知,防雾、除雨露、除冰霜依次需要后视镜提供更高的热量,即:P防雾<P除雨露<P除冰霜,
由图知,旋钮接1时,R1与R3串联;旋钮接2时,只有R3接入电路中;旋钮接3时,只有R2接入电路中,
由题知,R1<R2<R3,电源电压一定,由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知,旋钮接1时电阻最大,功率最小;旋钮接2时,功率较大;旋钮接3时,功率最大.
所以要防雾应将旋钮调制图中1档,要除雨露应将旋钮调制图中2档,要除冰霜应将旋钮调制图中3档;
(2)由(1)知,开启除冰霜功能时只有R2接入电路中,由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得,电路的总功率:
P总=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{(100V)^{2}}{200Ω}$=50W;
(3)由(1)知,开启防雾功能时R1与R3串联,
由串联电路电阻特点可知此时电路的总电阻:
R总=R1+R3=100Ω+300Ω=400Ω,
由欧姆定律可得电路的总电阻:
I总=$\frac{U}{{R}_{总}}$=$\frac{100V}{400Ω}$=0.25A.
答:(1)1;2;3;
(2)当车主开启除冰霜功能时,该电路的总功率是50W;
(3)当车主开启防雾功能时,流过旋钮开关的电流0.25A.

点评 本题考查了欧姆定律、电功率公式的灵活应用,解题的关键是正确分析开关在不同状态下电路的连接方式.

练习册系列答案
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15.小明利用如图甲所示电路测定小灯泡的功率.被测小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω左右.实验室有如下器材:电源(电压为 6V)、电流表(0~0.6A 0~3A)、电压表(0~3V 0~15V)、开关各一个、导线若干、滑动变阻器三只:R1(20Ω 0.5A)、R2(50Ω 0.5A)、R3(500Ω 1A).

(1)实验前在检查仪器时,发现电流表指针如图乙所示,则接下来的操作是调零.正确连接电路闭合 开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,灯泡都不亮,电压表示数接近6V,电流表示数几乎为0,电路的故障可能是灯泡断路.
(2)排除电路故障后,闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,多次测量,小明画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象(如图丙),则小灯泡的额定功率为0.625W.在多次测量中,小明还发现:当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比变大.(选填“变大”、“变小”或“不变”).
(3)小明又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验,发现在额定电压下工作时,灯泡亮度明显偏暗,小明仔细观察,发现这只灯泡的玻璃内壁变黑.灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时发生升华(选填物 态变化名称)而变细,消耗的实际功率变小的缘故(选填“大”或“小”).
(4)如图戊电路图中电源电压 U 保持不变,小灯泡的额定电压为U0,且U>U0,定值电阻的阻值为R.在不改变电路连接的情况下,能测出小灯泡额定功率的是C,请写出实验步骤:①开关处于2的位置,电压表测量的是灯泡的两端电压,移动滑动变阻器使电压表示数为灯泡的额定电压值U0;②开关处于1的位置,电压表测量的是灯泡和电阻串联后的两端电压U′.并用测量的量和已知量表示额定功率:P=U0I=$\frac{{U-{U}_{0}}^{′}}{{R}_{0}}•{U}_{0}$.
(5)灯泡的功率测量完毕,小明用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻更换电路中的灯泡,探究电流跟电阻的关系,得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图象,则小明应选用滑动变阻器R2(选填“R1”、“R2”或“R3”).若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω,则所选定值电阻的阻值为10Ω..

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