题目内容
20．
王强和科技小组的同学们制作了一个可调节多档位电热器模型．为了分析发热电阻对电热器电功率的影响，他们将电表接入电路中，其电路原理图如图所示，其中R1是电热器的发热电阻，R2是调节电阻，其最大阻值是20Ω．（1）当滑动变阻器滑片P滑到中点时，电流表的示数为0.5A，电压表的示数为5V，求电源电压和R1的阻值？
（2）当电热器发热功率最大时，10min产生的热量是多少？
（3）当电热器发热功率最小时，电热器R1的发热功率多大？
分析 由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）当滑动变阻器滑片P滑到中点时，根据欧姆定律求出R1的阻值，根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电热器的发热功率最大，根据Q=W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t求出10min产生的热量；
（3）当滑动变阻器继而电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电热器发热功率最小，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，根据P=I2R求出电热器R1的发热功率．
解答 解：（1）当滑动变阻器滑片P滑到中点时，
由I=$\frac{U}{R}$可得，电阻R1的阻值：
R1=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{5V}{0.5A}$=10Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电源的电压：
U=I（R1+$\frac{{R}_{2}}{2}$）=0.5A×（10Ω+$\frac{20Ω}{2}$）=10V；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电热器的发热功率最大，
则10min产生的热量：
Q=W=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$t=$\frac{（10V）^{2}}{10Ω}$×10×60s=6000J；
（3）当滑动变阻器继而电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电热器发热功率最小，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，此时电路中电流：
I′=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{10V}{10Ω+20Ω}$=$\frac{1}{3}$A，
电热器R1的发热功率：
P1=（I′）2R1=（$\frac{1}{3}$A）2×10Ω≈1.1W．
答：（1）电源电压为10V，R1的阻值为10Ω；
（2）当电热器发热功率最大时，10min产生的热量是6000J；
（3）当电热器发热功率最小时，电热器R1的发热功率约为1.1W．
点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电热公式、电功率公式的应用，会判断电热器发热功率最大时和最小时电路的连接方式是关键．
全能练考卷系列答案
一课一练课时达标系列答案| A． | 将周围物体砸开 | B． | 利用声传递能量 | C． | 利用声传递信息 | D． | 消除寂寞 |
| A． | 发电机在发电过程中电能转化为机械能 | |
| B． | 奥斯特发现了通电导体周围存在磁场 | |
| C． | 磁浮列车能够悬浮是利用了磁极间的相互作用 | |
| D． | 电动机在工作时是机械能转化成电能 |
如图是小明用相机拍摄了的美丽的月食图象，月食是自然界的一种现象，它的形成是由于光沿直线传播，照相机的镜头相当于凸透镜，通过镜头所成的像是倒立（填“倒”或“正”）实像（填“实像”或“虚像”），刚好小华在滨江路玩耍时也看到了河水中的“红月亮”，已知河水深2m，月球到地球的距离约为3.8×105km，小华看到“红月亮”到水面的距离为3.8×105km．