【題目】在如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,滑動(dòng)變阻器R是規(guī)格為“20Ω 2A”和“50Ω 1.5A”中的一個(gè),閉合開關(guān)后,電壓表的示數(shù)為6V。

1)若小燈泡LI-U關(guān)系圖像如圖乙所示,則開關(guān)閉合后,求此時(shí)小燈泡L的電阻RL和消耗的電功率PL;

2)若將小燈泡L換成一個(gè)定值電阻R0,在電路中正確串聯(lián)兩個(gè)電流表,閉合開關(guān)后,當(dāng)變阻器連入電路的電阻值為其最大阻值的一半時(shí),電流表示數(shù)如圖丙、丁所示。請(qǐng)通過計(jì)算判斷所用變阻器的規(guī)格,并求出R0可能的阻值。(若不能整除,保留一位小數(shù))

【答案】(1)15Ω;24W;(2)20Ω 2A”;20Ω6.7Ω

【解析】

(1)由甲中電路圖知道,燈泡L與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián),電壓表測(cè)電源兩端的電壓,因?yàn)殡妷罕淼氖緮?shù)為6V,所以,電源的電壓是6V,又因?yàn)椴⒙?lián)電路中各支路兩端的電壓相等,所以,燈泡兩端的電壓

UL =U=6V

由圖乙知道,此時(shí)通過燈泡的電流IL =0.4A,由知道,此時(shí)小燈泡L的電阻是

消耗的電功率

PL =UL IL =6V×0.4A=2.4W

(2)由圖丙可知,電流表的量程為00.6A時(shí)示數(shù)為0.18A,電流表量程為03A時(shí)示數(shù)為0.9A;由圖丁知道,電流表的量程為00.6A時(shí)示數(shù)為0.3A,電流表的量程為03A時(shí)示數(shù)為1.5A,當(dāng)變阻器連入電路的阻值為其最大阻值的一半時(shí),通過滑動(dòng)變阻器的電流分別為

由此可知,電流表不可能接在滑動(dòng)變阻器支路上,應(yīng)一個(gè)串聯(lián)在R0 支路,另一個(gè)位于干路。

①若R的規(guī)格為“20Ω 2A”,由于并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以,干路電流應(yīng)大于0.6A,則干路電流可能為0.9A、1.5A,

a.若干路電流I=0.9A,則通過R0 的電流

I0 =I-IR =0.9A-0.6A=0.3A

與另一個(gè)電流表的示數(shù)相符;此時(shí)R0 的阻值

b.若干路電流I=1.5A,則通過R0的電流

I0 =I-IR =1.5A-0.6A=0.9A

與另一個(gè)電流表的示數(shù)相符;此時(shí)R0 的阻值

②若R的規(guī)格為“50Ω 1.5A”,干路電流應(yīng)大于0.24A,可能為0.3A0.9A、1.5A,

a.若干路電流I=0.9A,則通過R0的電流

I0 =I-IR =0.9A-0.24A=0.66A

與另一個(gè)電流表的示數(shù)不符;

b.若干路電流I=1.5A,則通過R0 的電流

I0 =I-IR =1.5A-0.24A=1.26A

與另一個(gè)電流表的示數(shù)不符;

c.若干路電流I=0.3A,則通過R0 的電流

I0 =I-IR =0.3A-0.24A=0.06A

與另一個(gè)電流表的示數(shù)不符。

答:(1)此時(shí)小燈泡L的電阻為15Ω,消耗的電功率為2.4W

2)變阻器的規(guī)格為“20Ω 2A”,R0的阻值可能為20Ω、6.7Ω。

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A.由甲、乙兩圖可得電流可以產(chǎn)生磁場(chǎng)

B.由甲、乙兩圖可得電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與電流方向有關(guān)

C.由甲、乙兩圖可得電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)弱與電流大小有關(guān)

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(2)除了圖中的器材外還需要的測(cè)量器材是_______(天平、秒表除外),通過比較相同時(shí)間內(nèi)______就可以知道水和沙子吸熱能力強(qiáng)弱。

(3)用相同的熱源對(duì)水和沙子加熱相同的時(shí)間,水吸收的熱量______(選填“大于”、“小于”或“等于”)沙子吸收的熱量。

(4)通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)沙子升溫快,因此可知______(選填“水”或“沙子”)的吸熱能力更強(qiáng)。

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2)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,理論上可以觀察到U型管內(nèi)左側(cè)液面________________________;

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