题目内容

如甲图所示的电路,电流暗箱中电源中电源电压和电阻R0均保持不变,小刚为探究滑动变阻器的电功率P与其接入电路的阻值R的关系,做了多次实验.
(1)当电压表的示数为8V时,电流表的示数为1A,问:此时滑动变阻器接入电路中的电阻R是多大?它的电功率是多大?
(2)根据实验测得的几组数据的处理结果,小刚在坐标纸(乙图)上画出了滑动变阻器的电功率P随其接入电路中的阻值R的变化图象,由图象可知:当滑动变阻器的电功率P最大时,滑动变阻器接入电路的电阻是多大?此时通过滑动变阻器的电流是多大?
(3)电源暗箱中的电阻R0是多大?

解:由电路图可知,R与R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流.
(1)滑动变阻器接入电路在的电阻:
R===8Ω,
它的电功率为:
P=UI=8V×1A=8W;
(2)由乙图可知,当功率最大P=9W,R=4Ω,
通过滑动变阻器的电流:
I===1.5A;
(3)因电源的电压不变,
所以U电源=U+IR0=I(R+R0
即8V+1A×R0=1.5A×(4Ω+R0
解得:R0=4Ω.
答:(1)滑动变阻器接入电路中的电阻R是8Ω,它的电功率是8W;
(2)当滑动变阻器的电功率P最大时,滑动变阻器接入电路的电阻是4Ω,此时通过滑动变阻器的电流是1.5A;
(3)电源暗箱中的电阻R0是4Ω.
分析:(1)由电路图可知,R与R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路在的电阻,根据P=UI求出它的电功率;
(2)根据乙图直接读出当滑动变阻器的电功率P最大时滑动变阻器接入电路的电阻,根据P=I2R求出通过通过滑动变阻器的电流;
(3)根据欧姆定律和串联电路的特点分别表示出两种情况下电源的电压,根据电源的电压不变得出等式即可求出电源暗箱中的电阻的大小.
点评:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活运用,关键是根据乙图读出滑动变阻器消耗的最大电功率和对应的电阻值.
练习册系列答案
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(2013?海安县二模)在课外科技活动中,小宇设想了两种饮水机加热电路的方案.

方案1:如图甲,R1、R2为电加热管,都安装在加热水槽内;
方案2:如图乙,R1是电加热管,安装在加热水槽内,R2为定值电阻,安装在加热水槽外面.
电路中S是一个温控开关,当水槽内水温低于80℃时,它位于加热端,饮水机处于加热状态,水被迅速加热,温度达到95℃时,S自动切换到另一端,让饮水机处于保温状态.
小宇为它设计的饮水机制作了铭牌,铭牌上的主要技术参数如表所示.
额定电压 220V
加热功率 880W
保温功率 88W
最高温度 95℃
加热效率 90%
回答问题:
(1)请对两个电路进行评估.设计合理的电路是
(甲/乙).简述其理由.理由:
甲图所示的电路,保温状态时,电阻R1、R2消耗的电能都用于水的保温;乙图所示的电路,保温状态时,只有电阻R1消耗的电能用于水的保温,定值电阻R2消耗的电能没有得到利用
甲图所示的电路,保温状态时,电阻R1、R2消耗的电能都用于水的保温;乙图所示的电路,保温状态时,只有电阻R1消耗的电能用于水的保温,定值电阻R2消耗的电能没有得到利用

(2)如果饮水机的结构如图乙,从开始通电到水温升到最高,所用时间10min.则消耗的电能为
5.28×105
5.28×105
J,水的内能增加了
4.752×105
4.752×105
J.
(3)如果饮水机的结构如图甲.加热管R1的电阻是多大?加热管R2的阻值是多大?
(4)为了显示是加热还是保温,小宇在图中的适当位置串联了两个指针灯,用红色表示正在对水加热,绿色表示保温.请你在甲图安装绿灯的位置处,画出灯泡的符号.

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