Question

【題目】小明生日時(shí)，爸爸送給他一塊神奇的“玻璃”．這塊“玻璃”的電阻為10Ω，它的透明度與它兩端電壓的關(guān)系如表：

透明度/%	95	76	55	35	17
電壓/V	4.5	3.5	2.5	1.5	0.5

小明馬上想到這種材料可以用于室內(nèi)的照明和遮光問題，于是他設(shè)計(jì)了如圖所示電路，其中R1代表“玻璃”，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20Ω，0.6A”，電源電壓保持不變．

（1）上下午日光照明時(shí)，閉合所有開關(guān)，將滑片移到b端，“玻璃”的透明度為95%，求小明所使用的電源電壓是多少V？

（2）閉合開關(guān)S2和S3，若燈絲電阻恒為10Ω，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P使得電壓表的示數(shù)為3V，求此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值為多少Ω？

（3）午休遮光時(shí)，只閉合開關(guān)S1和S4，移動(dòng)滑片P可以調(diào)節(jié)“玻璃”的透明度．求這種狀態(tài)下“玻璃”透明度最小是多少？

Answer 1

【答案】（1）小明所使用的電源電壓是4.5V；

（2）閉合開關(guān)S2和S3，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P使得電壓表的示數(shù)為3V，則滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值為5Ω；

（3）只閉合開關(guān)S1和S4，這種狀態(tài)下“玻璃”透明度最小是35%．

【解析】

試題分析：（1）由電路圖可知，閉合所有開關(guān)、將滑片移到b端后，R1與R2并聯(lián)，由表格數(shù)據(jù)可知“玻璃”的透明度為95%時(shí)兩端的電壓，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知電源的電壓；

（2）閉合開關(guān)S2和S3，R2與燈泡L串聯(lián)，電壓表測L兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R2兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律得出等式即可求出此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值；

（3）只閉合開關(guān)S1和S4，R1與R2串聯(lián)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，R1兩端的電壓最小，“玻璃”的透明度最低，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，利用歐姆定律求出R1兩端的電壓，由表格數(shù)據(jù)得出“玻璃”透明度最小值．

解：（1）由電路圖可知，閉合所有開關(guān)、將滑片移到b端后，R1與R2并聯(lián)，

由表格數(shù)據(jù)可知，“玻璃”的透明度為95%時(shí)其兩端的電壓U1=4.5V，

因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，

所以，電源的電壓U=U1=4.5V；

（2）閉合開關(guān)S2和S3，R2與燈泡L串聯(lián)，電壓表測L兩端的電壓，

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，

所以，R2兩端的電壓：

U2=U﹣UL=4.5V﹣3V=1.5V，

因串聯(lián)電路中各處的電流相等，

所以，由I=可得，電路中的電流：

I==，即=，

解得：R2=5Ω；

（3）只閉合開關(guān)S1和S4，R1與R2串聯(lián)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，R1兩端的電壓最小，“玻璃”的透明度最低，

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，

所以，電路中的電流：

I′===0.15A，

R1兩端的電壓：

U1′=I′R1=0.15A×10Ω=1.5V，

由表格數(shù)據(jù)可知，“玻璃”透明度最小值為35%．

答：（1）小明所使用的電源電壓是4.5V；

（2）閉合開關(guān)S2和S3，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P使得電壓表的示數(shù)為3V，則滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值為5Ω；

（3）只閉合開關(guān)S1和S4，這種狀態(tài)下“玻璃”透明度最小是35%．