题目内容
8．
在图所示的电路中，电源电压为6伏恒定不变．闭合电键S，电流表、电压表的示数分别为0.4安和2伏．（1）求电阻R1的阻值．
（2）求电阻R2消耗的电功率P2．
（3）选用下列五个定值电阻（R3=10欧、R4=15欧、R5=20欧、R6=30欧、R7=50欧）中的一个替换图中的电阻R2，是否存在替换上的电阻所消耗的电功率与电阻R2消耗的电功率P2相等的可能？若存在这种可能，请通过计算指出它的阻值，并求出此时通过它的电流I′和加在它两端的电压U′．若不存在这种可能，请说明理由．
分析 （1）由图可知R1与R2串联，电压表并联在R2两端；根据串联电路电压特点求出R1两端的电压，再由欧姆定律求出R1的电阻；
（2）根据P=UI求出变阻器R2消耗的电功率．
（3）替换上的电阻所消耗的电功率与电阻R2消耗的电功率P2相等，由于电阻R1不变，根据R1的电压，利用串联电路的电压特点得出R2的电压，根据欧姆定律求出电路中电流；利用功率公式P=UI得出替换的电阻所消耗的电功率表达式，解之根据得出R1的电压的可能值即可判断．
解答 解：（1）闭合电键S，R1与R2串联，电压表并联在R2两端；
根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知：
R1两端的电压为U1=U总-U2=6V-2V=4V，
由I=$\frac{U}{R}$得R1的电阻为R1=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{\;}}$=$\frac{4V}{0.4A}$=10Ω；
（2）变阻器R2消耗的电功率P2=U2I=2V×0.4A=0.8W；
（3）设R1两端的电压为U1′，则替换的电阻所消耗的电功率P2′=U2′I′=（U-U1′）×$\frac{{{U}_{1}′}^{\;}}{{R}_{1}}$；
已知：P2′=P2；
即：（U-U1′）×$\frac{{{U}_{1}′}^{\;}}{{R}_{1}}$=P2；
所以，（6V-U1′）×$\frac{{U}_{1}′}{10Ω}$=0.8W；
解得：U1′=4V（即为原电压值）或U1′=2V；
所以，当U1′=2V时，U2′=U-U1′=6V-2V=4V；
此时I2′=I1′=$\frac{{U}_{1}′}{{R}_{1}}$=$\frac{2V}{10Ω}$=0.2A；
由I=$\frac{U}{R}$得：R2′=$\frac{{U}_{2}′}{{I}_{2}′}$=$\frac{4V}{0.2A}$=20Ω；
即选择R5替换所消耗的电功率与电阻R2消耗的电功率P2相等．
答：（1）电阻R1的阻值为10Ω；
（2）变阻器R2消耗的电功率为0.8W．
（3）选择R5替换所消耗的电功率与电阻R2消耗的电功率P2相等．
点评 本题考查了串联电路的特点、功率公式和欧姆定律的应用，根据R1的电压利用串联电路的电压特点、欧姆定律列出替换的电阻所消耗的电功率表达式是解决本题的关键．
（1）饮水机处于加热状态时，开关S1、S2工作状态是：开关S1、S2均闭合；饮水机处于保温状态时，开关S1、S2工作状态是：S1闭合、S2断开．
| 热水箱容量 | 2L |
| 额定电压 | 220V |
| 加热总功率 | 600W |
| 保温功率 | 80W |
| A． | 承担动滑轮和重物的绳子的段数为4段 | |
| B． | 承担动滑轮和重物的绳子的段数为5段 | |
| C． | 重物上升的速度是0.5m/s | |
| D． | 重物上升的速度是0.4m/s |
如图所示，一个装水的密封杯子放在水平桌面上（图甲），若将杯子倒过来（图乙），则下列说法正确的是（ ）| A． | 水对杯底的压强不变 | B． | 水对杯底的压强变小 | ||
| C． | 杯子对桌面的压强不变 | D． | 杯子对桌面的压强变大 |
小明想测出石块的密度．将天平放在水平桌面上，将游码移到标尺的零刻线处，发现指针偏在分度盘左侧，此时应将平衡螺母向右调节，使天平平衡；测量中，当右盘所加砝码和游码的位置如图甲所示时，天平平衡，则石块的质量为46g；再将石块浸没到盛有30mL水的量筒中，水面到达的位置如图乙所示，由此可计算处石块的密度为4.6×103kg/m3．| A． | 雪花飞舞，说明分子在做无规则运动 | |
| B． | 用手捏海绵，海绵的体积变小了，说明分子之间有间隙 | |
| C． | 由于液体能够流动，而固体不能流动，所以固体分子是静止的 | |
| D． | 将两块表面平滑的铅块压紧后，它们会粘在一起，说明分子间有引力 |
