题目内容
7．
如图所示电路，电源两端电压和小灯泡的电阻保持不变，灯L上标有“8V 6.4W”字样．只闭合S1时，电流表的示数I1为0.6A，电阻R1消耗的功率为P1；若S1、S2、S3都闭合，滑片移到B端，电流表的示数I2为2A，电阻R1消耗的功率为P1′；已知：P1：P1′=1：9．（1）求电源电压U；
（2）求变阻器的最大阻值R2；
（3）若只闭合S2时，电压表的量程选为0～3V，电流表量程选为0～0.6A，在保证电路正常工作的情况下，求滑动变阻器连入电路的最大阻值Rmax．
分析 由题意先画出三种情况的等效电路图；
（1）先根据灯泡的铭牌，利用R=$\frac{{U}^{2}}{P}$求出灯泡的电阻；根据甲、乙两图中电阻R1消耗的功率和P=I2R求出图乙中通过R1的电流，再根据欧姆定律和总电压不变以及电流关系求出R1的阻值，最后利用欧姆定律结合甲图求出电源的电压；
（2）由图乙可知，R1、R2并联，根据并联电路的电流特点求出通过变阻器的最大阻值的电流，根据欧姆定律求出其大小；
（3）根据串联电路的电压分压特点可知，当电压表的示数为3V时滑动变阻器接入电路的电阻最大，再根据电阻的分压特点和串联电路的电压关系求出其最大值．
解答 解：
由题知，只闭合开关S1，电路如图甲；
同时闭合开关S1、S2和S3，将滑动变阻器R2的滑片移至B端时，电路如图乙；
只闭合开关S2，电路如图丙．
（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，灯泡电阻：
RL=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（{8V）}^{2}}{6.4W}$=10Ω，
在甲、乙两图中，电阻R1不变，
所以：$\frac{{P}_{1}}{{P}_{1}′}$=$\frac{{{I}_{1}}^{2}{R}_{1}}{{{I}_{4}}^{2}{R}_{1}}$=$\frac{1}{9}$，
解得：$\frac{{I}_{1}}{{I}_{4}}$=$\frac{1}{3}$，
I4=1.8A，
由题知，总电压U不变，则$\frac{{I}_{1}}{{I}_{4}}$=$\frac{{R}_{1}}{{R}_{L}+{R}_{1}}$=$\frac{1}{3}$，
解得：R1=5Ω，
电源的电压为：
U=I1（RL+R1）=0.6A×（10Ω+5Ω）=9V；
（2）由图乙可知，R1、R2并联，
I5=I2-I4=2A-1.8A=0.2A，
R2=$\frac{U}{{I}_{5}}$=$\frac{9V}{0.2A}$=45Ω；
（3）在丙图中，总电压U=9V一定，当滑动变阻器连入电路的阻值最大时，滑动变阻器两端电压U2=3V．
Rmax=$\frac{{U}_{2}}{U-{U}_{2}}$RL=$\frac{3V}{9V-3V}$×10Ω=5Ω．
答：（1）电源电压为9V；
（2）变阻器的最大阻值为45Ω；
（3）若只闭合S2时滑动变阻器连入电路的最大阻值为5Ω．
点评 本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活运用，关键是开关闭合和断开时电路串并联的辨别，难点是电路中题中比例关系的应用和保证电路正常工作情况下的滑动变阻器两端电压的变化．
轻松暑假总复习系列答案
有一重物的密度为ρ物=8×103kg/m3，重为8N，现将重物挂在动滑轮下，浸没在硫酸中（重物不与硫酸反应），如图所示，重物静止时作用在绳子自由端的拉力为F1，若向硫酸中逐渐滴加氢氧化钡溶液至恰好完全反应，重物匀速上升时，作用在绳子自由端的拉力为F2=4N，此时滑轮的机械效率η．（g取10N/kg，重物始终浸没在液体内部，不计摩擦和绳重）．根据以上信息，回答下列问题：
如图所示，定值电阻R1和R2串联，R1阻值为10Ω，电源电压为6V．开关S闭合后，电流表示数为0.1A．试求：| A． | 使用螺丝刀试电笔时，指尖要抵住试电笔上端的金属帽 | |
| B． | 用电器的开关要接在零线和用电器之间 | |
| C． | 保险丝是为了防止电路中电流过大，保证用电安全 | |
| D． | 在同伴发生触电事故时，要立即关闭电源 |
| A． | 任何通电导体周围空间都会产生电磁波 | |
| B． | 照明线路周围不会产生电磁波 | |
| C． | 直流电在通断过程中会产生电磁波 | |
| D． | 日光灯起动不会产生电磁波 |
如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中①和②为楔块，③和④为垫块，楔块与弹簧盒、垫块间均有摩擦，在车厢相互撞击时弹簧压缩过程中（ ）| A． | 缓冲器的机械能守恒 | B． | 摩擦力做功消耗机械能 | ||
| C． | 垫块的动能全部转化成内能 | D． | 弹簧的弹性势能全部转化为动能 |
| A． | 1矿泉水瓶容积是100dm3 | B． | 你的脉搏每跳动一次的时间约1s | ||
| C． | 正常成年人午餐吃米饭约4kg | D． | 人正常步行的速度是10m/s |