分析 (1)當(dāng)開關(guān)S打到2位置且滑片P在中點時,R2與$\frac{1}{2}$R0串聯(lián),根據(jù)P=I2R表示出滑動變阻器R0的功率即可求出電路中的電流,根據(jù)歐姆定律求出電源電壓;
(2)當(dāng)開關(guān)S打到1位置且滑片P在A端時,R1與R0串聯(lián),電壓表測R1兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出定值電阻R1的阻值;
(3)兩定值電阻中最大的與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián)時,電路中的總電阻最大,電路消耗的電功率最小,根據(jù)P=UI求出電路的最小功率.
解答 解:(1)兩個狀態(tài)的電路圖如下:
當(dāng)開關(guān)S與2位置連接,且滑動變阻器R0滑片P置于變阻器中間位置時,滑動變阻器R0的功率為4W.
則P0=I22×$\frac{1}{2}$R0,
所以,I22=$\frac{2{P}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{2×4W}{50Ω}$;
解得:I2=0.4A;
所以電源電壓U=I2(R2+$\frac{1}{2}$R0)=0.4A×(20Ω+$\frac{1}{2}$×50Ω)=18V;
(2)當(dāng)開關(guān)S與1位置連接,且滑動變阻器R0滑片P置于A端時,電壓表的示數(shù)為8V;
滑動變阻器R0兩端的電壓:U0=U-U1=18V-8V=10V;
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可得:
$\frac{{R}_{1}}{{R}_{0}}$=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{0}}$=$\frac{8V}{10V}$=$\frac{4}{5}$,
所以,R1=$\frac{4}{5}$R0=$\frac{4}{5}$×50Ω=40Ω;
(3)電源電壓恒定,當(dāng)電路的總電阻最大時,電路消耗的總功率最小,由于R1>R2,則當(dāng)開關(guān)S與1位置連接,且滑動變阻器R0滑片P置于A端時,等效電路圖如下:
P小=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{0}}$=$\frac{(18V)^{2}}{40Ω+50Ω}$=3.6W.
答:(1)電源電壓為18V;
(2)定值電阻R2的阻值為40Ω;
(3)當(dāng)電路接通時,在確保電路元件安全的前提下,最小功率是3.6W.
點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用,會確定電路中的最小電流和最大電流是解題的關(guān)鍵.
科目:初中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 3:1 | B. | 5:2 | C. | 4:3 | D. | 3:4 |
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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 電功率-千瓦時(kW•h) | B. | 電能-焦耳(J) | ||
C. | 電阻-伏特(V) | D. | 電壓-歐姆(Ω) |
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科目:初中物理 來源: 題型:多選題
A. | 并聯(lián)接在6V的電源上,兩燈的總功率為12W | |
B. | 并聯(lián)接在6V的電源上,燈泡L2比燈泡L1亮 | |
C. | 串聯(lián)接在12V的電源上,兩燈的總功率等于12W | |
D. | 串聯(lián)接在15V的電源上,燈泡L1正常發(fā)光 |
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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 金屬球殼必須帶電 | |
B. | 學(xué)生身體必須直接接觸金屬球殼 | |
C. | 學(xué)生手必須與金屬球殼不斷摩擦 | |
D. | 學(xué)生腳與大地之間必須用絕緣材料隔離 |
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科目:初中物理 來源: 題型:填空題
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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 當(dāng)S1閉合時,電流表測L1的電流 | |
B. | 使用測電筆時,手不能接觸筆尾金屬體 | |
C. | 當(dāng)導(dǎo)體ab左右移動時,電表指針會偏轉(zhuǎn) | |
D. | 當(dāng)滑片P向左移動時,電磁鐵磁性減弱 |
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科目:初中物理 來源: 題型:解答題
鋼球的質(zhì)量 | 量筒內(nèi)水的體積V水/ml | 量筒內(nèi)水和鋼球的總體積V總/ml |
890 | 200 | 350 |
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