题目内容

如图3所示，电源电动势为E，内阻为r，R0为定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为R，已知R>R0>r.求：当变阻器阻值调至R=_____时，变阻器消耗的最大功率Pmax=_____.


见解析
【试题分析】
欲使变阻器消耗的电功率最大，其“等效内阻”，“等效电动势”应作如下分析：虚线部分为等效电源部分，R为外电路，断开外电路时，A、B两点间的电压即为“等效电动势”E′，有E′=UAB=
所以当R=r′=时，消耗的最大功率为
Pmax=
练习册系列答案
相关题目
（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图1，由图1可知其长度为
50.15
50.15
mm；用螺旋测微器测量其直径如图，由图1可知其直径为
4.700
4.700
mm；

（2）在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50HZ，当地重力加速度的值为9.80m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg．甲、乙、丙三学生分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.12cm，0.19cm和0.25cm，可见操作上有错误的是学生
丙
丙
，错误操作
是先放开纸带后接通电源
是先放开纸带后接通电源
．
若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A，B，C到第一个点的距离如图2所示（相邻计数点时间间隔为0.02s），从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是△EP=
0.94
0.94
，此过程中物体动能的增加量是△EK
0.84
0.84
（取g=9.8m/s2）；
（3）如图3所示气垫是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在轨道上，滑块在轨道上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C和D的气垫轨道以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：
a．调整气垫轨道，使导轨处于水平；
b．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上；
c．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计数器开始工作，当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下滑块A、B分别到达挡板C、D的运动时间t1和t2；
d．用刻度尺测出滑块A的左端至C挡板的距离L1、滑块B的右端到D挡板的距离L2．
①试验中还应测量的物理量是
滑块A、B的质量mA、mB．
滑块A、B的质量mA、mB．
；
②利用上述过程测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是
mA
L1
t1
=mB
L2
t2
，
mA
L1
t1
=mB
L2
t2
，
；
③利用上述实验数据导出的被压缩弹簧的弹性势能的表达式是
1
2
mA(
L1
t1
)2+
1
2
mB(
L2
t2
)2，
1
2
mA(
L1
t1
)2+
1
2
mB(
L2
t2
)2，
．
（2013?泸州一模）（1）估测手上抛石块所做的功
已知将一个物体竖直向上抛出，如果忽略空气阻力，物体向上运动到最高点的时间与从最高点落回到抛出点经历的时间相等．如果用手急速竖直向上抛出小石块时，估测手对石块所做的功．
a．需要的测量仪器是
天平
天平
和
秒表
秒表
．
b．需要测量的物理量是：
物体的质量m
物体的质量m
，
物体从抛出到落回抛出点的总时间t
物体从抛出到落回抛出点的总时间t
．
c．手对石块所做功的表达式为W=
1
8
m
g
2
 
t
2
 
1
8
m
g
2
 
t
2
 
．
（2）测某一小型电动机的内阻R
如图1所示，在铁架台上端固定一小型直流电动机，下端固定一打点计时器．电动机连接的电路如图2所示，已知电源电动势为E，内阻为r，保护电阻为R0，电动机上系一细绳，绳上连接一个物体，物体下栓一纸带，纸带通过打点计时器并打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，算出物体匀速运动的速度，g取10m/s2

①按图所示安装好实验装置，在实验过程中，打点计时器的两个限位孔要在竖直方向上．
②使用电火花打点计时器（所用交流电的频率为50Hz），正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图3所示，每个记数点间还有4个点未画出．则物体运动的速度v=
0.26
0.26
m/s．
③要测出小型电动机的内阻，还必须要测出
物体质量m
物体质量m
 和
电流表的示数I
电流表的示数I
．（请写出物理量和相应的字母）
④小型电动机的内阻R=
EI
-I
2
 
(r+
R
 
0
)-mgv
I
2
 
EI
-I
2
 
(r+
R
 
0
)-mgv
I
2
 
（用题中所给已知量和所测量的字母表示）．
（1）如图1所示，在用“自由落体验证机械能守恒定律”的实验中，下面列举了该实验的几个操作步骤，你认为没有必要进行的或者操作不恰当的步骤是（填字母代号）
 
．
A．按照图示的装置正确安装好实验器材
B．将打点计时器接到学生电源的直流输出端上
C．用天平测量出重锤的质量
D．先放开手上纸带和重锤下落，再接通电源开关
（2）某次实验中要设计一电路来测量电流表A1的内阻r1，实验给出了如下备选器材．
A．待测电流表（A1）：量程10mA，内阻r1约40Ω
B．电流表（A2）：量程300μA，内阻r2=1.4kΩ
C．电压表（V）：量程5V，内阻r3=10kΩ
D．定值电阻（R1）：阻值约100Ω，作保护电阻用
E．滑动变阻器（R2）：总阻值约10Ω
F．电池（E）：电动1.5V，内阻很小
G．开关（K）
H．导线若干
实验中甲乙两个实验小组分别设计了甲、乙两个不同的实验设计方案，实验电路图如图2虚线框内所示．
①实验中要求方法简捷，尽可能提高测量精度，并能测得多组数据，请在甲乙实验电路中选出最佳的实验方案
 
（填甲或乙）．
②若选用最佳实验方案所测得的测量数据中的一组来计算r1，则电表内阻的表达式r1=
 
，式中各直接测得量的意义是
 
．
③按①中选择的设计电路在如图3所示实物中正确连线．
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像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图1所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．气垫导轨是常用的一种实验仪器．它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．
我们可以用带光电门E、F的气垫导轨以及形状相同、质量不等的滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图2所示，采用的实验步骤如下：
a．用游标卡尺测量小滑块的宽度d，卡尺示数如图3所示．读出滑块的宽度d=
1.015
1.015
cm．
b．调整气垫导轨，使导轨处于水平．
c．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上．
d．按下电钮放开卡销，光电门E、F各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10-3s和3.4×10-3s．滑块通过光电门E的速度v1=
2.0
2.0
 m/s，滑块通过光电门F的速度；v2=
3.0
3.0
 m/s（结果保留两位有效数字）
e．关闭电源，停止实验．
（1）完成以上步骤中的填空；
（2）以上步骤中缺少的必要步骤是
用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB．
用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB．

（3）利用上述测量的物理量，写出验证动量守恒定律的表达式是
则有mAv1+mB（-v2）=0．
则有mAv1+mB（-v2）=0．
．
（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图1，由图1可知其长度为______mm；用螺旋测微器测量其直径如图，由图1可知其直径为______mm；

（2）在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50HZ，当地重力加速度的值为9.80m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg．甲、乙、丙三学生分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.12cm，0.19cm和0.25cm，可见操作上有错误的是学生______，错误操作______．
若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A，B，C到第一个点的距离如图2所示（相邻计数点时间间隔为0.02s），从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是△EP=______，此过程中物体动能的增加量是△EK______（取g=9.8m/s2）；
（3）如图3所示气垫是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在轨道上，滑块在轨道上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C和D的气垫轨道以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：
a．调整气垫轨道，使导轨处于水平；
b．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上；
c．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计数器开始工作，当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下滑块A、B分别到达挡板C、D的运动时间t1和t2；
d．用刻度尺测出滑块A的左端至C挡板的距离L1、滑块B的右端到D挡板的距离L2．
①试验中还应测量的物理量是______；
②利用上述过程测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是______；
③利用上述实验数据导出的被压缩弹簧的弹性势能的表达式是______．

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