题目内容
6.滑动变阻器在电路中用于调控用电器或其他电 路的电压、电流,常用的有两种:利用串联分压原理,称为限流电路(如图1);另一种是利用并联分流原理,称之为分压电路(如图2).两图中用电器、滑线变阻器以及电路的总 电压均相同.求:(1)两图中用电器R上的电压调节范围分别为多少?
(2)两图中用电器R上的电流调节范围分别为多少?
(3)在保证用电器正常工作的前提下,那种电路供电效率更高?请说明原因.
分析 (1)根据串联电路分压特点可知:串联时用电器R上电压最小,利用串联电路的电流特点和欧姆定律求出用电器上的最小电压,即可得出电压调节范围;
利用并联电路的特点和欧姆定律求出用电器上的最小电压,即可得出电压调节范围;
(2)根据串并联的电阻特点和欧姆定律即可求解电流调节范围;
(3)由效率η=$\frac{{I}^{2}R}{UI}$=$\frac{IR}{U}$可确定结果.
解答 解:(1)限流电路:如图用电器R上的电压调节范围:
由于串联电路的电流相等,根据欧姆定律可得:
$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{U}{R+{R}_{0}}$,
解得:UR=$\frac{R}{R+{R}_{0}}$U,
即$\frac{R}{R+{R}_{0}}$U≤UR≤U;
分压电路:如图负载电阻R上的电压调节范围大.
可以从电源路端电压一直调到零,即0≤UR≤U;
(2)根据欧姆定律可得:
限流电路电流调节范围:$\frac{U}{R+{R}_{1}}$≤IR≤$\frac{{U}_{\;}}{R}$.
分压电路电流调节范围:0≤IR≤$\frac{{U}_{\;}}{R}$;
(3))在保证用电器正常工作的前提下,由P=I2R和P=UI得:效率η=$\frac{{I}^{2}R}{UI}$=$\frac{IR}{U}$,
所以串联分压电路供电效率更高.因为总电流较小.
答:(1)两图中用电器R上的电压调节范围分别为 U≤UR≤U与0≤UR≤U;
(2)两图中用电器R上的电流调节范围分别为:$\frac{U}{R+{R}_{1}}$≤IR≤$\frac{{U}_{\;}}{R}$与0≤IR≤$\frac{{U}_{\;}}{R}$;
(3)在保证用电器正常工作的前提下,串联分压电路供电效率更高,原因是总电流较小.
点评 本题考查欧姆定律的应用,掌握串并联电流的特点,注意供电时电压表和电流表的测量对象.
| A. | 恒为开始的F | |
| B. | 随F的增大而增大 | |
| C. | 由于木板没有运动,所以没有摩擦力 | |
| D. | 由于木板和地面的粗糙程度不知道,所以无法判断 |
| A. | 燃料燃烧,是把燃料的化学能转化为内能 | |
| B. | 蒸汽推动小轮转动时,是把机械能转化为内能 | |
| C. | 蒸汽机工作时的效率高,对环境没有污染 | |
| D. | 小轮得到的能量少于燃料燃烧放出的能量,因而在这一过程中能量是不守恒的 |