题目内容

18.如图所示电路中,电源电压保持不变,R0为定值电阻,灯泡L的额定电压UL=6V.断开S1,闭合S2、S3,移动滑动变阻器的滑片,当电流表示数I1=0.2A时,电压表的示数U1=4.8V.闭合S1、S2、S3,滑片滑至最右端时,灯泡L正常发光,电流表的示数I2=0.75A.断开S3,闭合S1、S2,在移动滑片的过程中,当电流表示数分别为I、2I时,滑动变阻器的电功率均为P同.忽略灯泡电阻随温度的变化.求:
(1)定值电阻R0的阻值;
(2)灯泡L的额定电流IL;
(3)滑动变阻器的电功率P同.

分析 (1)断开S1,闭合S2、S3时,R0与R串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出定值电阻R0的阻值;
(2)闭合S1、S2、S3,滑片滑至最右端时,灯泡L与R0并联,电流表测干路电流,灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过R0的电流,根据并联电路的电流特点求出通过灯泡的电流即为灯泡L的额定电流;
(3)根据欧姆定律求出灯泡的电阻,断开S3,闭合S1、S2时,R与L串联,电流表测电路中的电流,根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出两种情况下滑动变阻器两端的电压,根据P=UI表示出滑动变阻器的电功率,利用滑动变阻器的电功率相等得出等式求出电流I,进一步求出滑动变阻器的电功率.

解答 解:(1)断开S1,闭合S2、S3时,R0与R串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流,
由I=$\frac{U}{R}$可得,定值电阻R0的阻值:
R0=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{4.8V}{0.2A}$=24Ω;
(2)闭合S1、S2、S3,滑片滑至最右端时,灯泡L与R0并联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡正常发光,
所以,电源的电压U=UL=6V,
通过R0的电流:
I0=$\frac{U}{{R}_{0}}$=$\frac{6V}{24Ω}$=0.25A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,灯泡L的额定电流:
IL=I2-I0=0.75A-0.25A=0.5A;
(3)灯泡的电阻:
RL=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω,
断开S3,闭合S1、S2时,R与L串联,电流表测电路中的电流,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,当电流表的示数为I时,滑动变阻器两端的电压:
U滑=U-IRL,
滑动变阻器的电功率:
P滑=U滑I=(U-IRL)I,
同理可知,当电流表的示数为2I时,滑动变阻器的电功率:
P滑′=U滑′I′=(U-2IRL)×2I,
因电流表示数分别为I、2I时,滑动变阻器的电功率相等,
所以,(U-IRL)I=(U-2IRL)×2I,即(6V-I×12Ω)I=(6V-2I×12Ω)×2I,
解得:I=$\frac{1}{6}$A,
则滑动变阻器的电功率:
P同=U滑I=(U-IRL)I=(6V-$\frac{1}{6}$A×12Ω)×$\frac{1}{6}$A≈0.67W.
答:(1)定值电阻R0的阻值为24Ω;
(2)灯泡L的额定电流为0.5A;
(3)滑动变阻器的电功率P同为0.67W.

点评 本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,分清电路的连接方式和知道灯泡正常发光时的电压等于额定电压较关键.

练习册系列答案
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13.科普阅读题:阅读下列短文.
“墨子号”与“天宫二号”     人类一直向往插上翅膀,飞向太空,探索宇宙的奥秘.我国的太空探索技术一走在世界前列.
     2016年8月16日1时40分,我国在酒泉卫星发射中心用运载火箭将“墨子号”卫星发射升空,“墨子号”先在火箭强大推力的作用下加速上升,到达预定轨道后与火箭成功分离,绕地球做圆周运动.它是世界首颗量子科学实验卫星.
     仅隔1个月后的中秋夜22时04分,运载火箭又从酒泉卫星发射中心腾空而起,约575秒后,“天宫二号”与火箭成功分离,进入预定轨道.“天宫二号”的主要任务是与“神州十一号”载人飞船交会对接,完成两名航天员进行30天中期驻留;与货运飞船交会对接,进行推进剂补加;在航天员驻留期间,开展维修性技术实验,及舱内其他实验项目;搭载14个科学实验,开展空间技术应用.它也担负着量子通讯实验的使命,量子通讯的信息传输速度尽管不会超过光速,但会大大加强通信的安全性.
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回答下列问题:
(1)升空的“墨子号”与火箭分离前,“墨子号”的动能增大,机械能增大(选填“增大”“不变”或“减小”).
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(3)写出除小孔成像外,能说明“光沿直线传播”的一个实例影子的形成.

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