【題目】如圖所示,電源兩端的電壓保持不變,小燈泡L標有“6V 3W”字樣(燈絲電阻隨溫度變化可忽略不計).當滑動變阻器的滑片P在A端時,閉合開關(guān)S1、S4 , 斷開開關(guān)S2、S3 , 小燈泡L正常發(fā)光,電壓表的示數(shù)為U1;當滑動變阻器的滑片P在B端時,閉合開關(guān)S2、S4 , 斷開開關(guān)S1、S3 , 小燈泡L的實際電功率為0.75W,電壓表的示數(shù)為U2 , 滑動變阻器的電功率為2.25W,U1:U2=3:1.求:
(1)小燈泡的電阻;
(2)滑動變阻器的最大電阻為多少?
(3)電源電壓為多少?
(4)通過調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P的位置、開關(guān)的斷開或閉合改變電路結(jié)構(gòu),使電路的總電功率最大,此最大總電功率為多少?
【答案】
(1)解:當滑動變阻器的滑片P在A端時,閉合開關(guān)S1、S4,斷開開關(guān)S2、S3,等效電路圖如圖1所示;
當滑動變阻器的滑片P在B端時,閉合開關(guān)S2、S4,斷開開關(guān)S1、S3,等效電路圖如圖2所示.
圖1中燈泡正常發(fā)光,根據(jù)P= ,
燈正常發(fā)光的電阻RL= =12Ω
(2)解:當滑動變阻器的滑片P在B端時,閉合開關(guān)S2、S4,斷開開關(guān)S1、S3時,R3、R2和L串聯(lián).
= =3V,由歐姆定律和串聯(lián)電路電流的特點,電路中電流:
I3=I4= =0.25A; 根據(jù)P=I2R,
滑動變阻器的最大電阻R3= =36Ω
(3)解:當滑動變阻器的滑片P在A端時,閉合開關(guān)S1、S4,斷開開關(guān)S2、S3,R1與L串聯(lián),燈正常發(fā)光,燈的電壓為6V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律有:
總電壓U=6V+U 1①
當滑動變阻器的滑片P在B端時,閉合開關(guān)S2、S4,斷開開關(guān)S1、S3時,R3、R2和L串聯(lián).
由歐姆定律,變阻器的電壓:U3=I3R3=0.25A×36Ω=9V,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,
則U=UL+U2+U3=3V+ U1+9V= U1+12V ②
由①式和②式解得電源電壓U=15V
(4)解:由①式和②式解得U1=9V U2=3V,在圖1中,電路中電流I1=IL= =0.5A;在圖2中電路中的電流I2=I3=0.25A;
由I= 解得,R1= =18Ω,R2= =12Ω,
當電路中的總電阻最小時,根據(jù)P= ,電路的總功率最大,
當滑片位于A端,閉合開關(guān)S1、S2、S3、S4,等效電路圖如下圖3所示,
此時電路中的總電阻最小,電路的總功率最大,
即滑片在A端,四個開關(guān)都閉合時,總功率最大,
并聯(lián)的總電阻R= = =7.2Ω,
此最大總電功率為P大= =31.25W
【解析】(1)先畫出兩種情況的等效電路圖,燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等,根據(jù)P= 求出燈的電阻;(2)在圖2中,由P= ,得燈的實際電壓UL由歐姆定律和串聯(lián)電路電流的特點求出電路中的電流,根據(jù)P=I2R,得出滑動變阻器的最大電阻R3;(3)在圖1、2中,根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律由電源電壓不變列出U、U1的方程組,從而解出電源電壓;(4)在(3)中分別求出U1、U2的大小,在圖1、2中,根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的規(guī)律分別求出R1、R2 ,
當滑片位于A端,閉合開關(guān)S1、S2、S3、S4時,R1與R2并聯(lián),此時電路中的總電阻最小,電路的總功率最大,根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點和P= 求出電路的最大總功率.
【考點精析】利用歐姆定律及其應用和電功率的計算公式對題目進行判斷即可得到答案,需要熟知歐姆定律的應用: ① 同一個電阻,阻值不變,與電流和電壓無關(guān) 但加在這個電阻兩端的電壓增大時,通過的電流也增大.(R=U/I) ② 當電壓不變時,電阻越大,則通過的電流就越。↖=U/R) ③ 當電流一定時,電阻越大,則電阻兩端的電壓就越大.(U=IR);計算電功率公式:P =W/t ;P=UI ; 式中單位P→瓦(w);W→焦;t→秒;U→伏(V);I→安(A)計算電功率還可用公式:P=I2R和P= U2/R.
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【題目】在學習了滑動摩擦力知識后,小明和小華想用所學的知識進一步探究運動鞋的鞋底防滑效果,他們各自帶來了洗干凈的運動鞋,又準備了一張練習立定跳遠用的橡膠墊,一個彈簧測力計和細線.
(1)為了能準確地測量滑動摩擦力的大小,小明認為應該讓運動鞋沿水平方向做___________運動,這樣做的目的是_________________________________。
(2)小明將自己的運動鞋放在水平桌面的橡膠墊上,按正確的方法拉動,讀出了彈簧測力計的示數(shù)如圖甲所示為___________N;若實際拉動的過程中沒有做到勻速直線運動,則鞋子受到的摩擦力是__________(填“變化”或“不變”)的。
(3)小華經(jīng)過思考改進了小明的實驗,讓彈簧測力計和鞋保持靜止,拉動鞋下的橡膠墊進行測量(如圖乙所示),這樣做的好處是__________________________。
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【題目】2019年1月3日,嫦娥4號成功在月球背面軟著陸!利用“鵲橋”中繼星傳回人類史第一張月球背面照片,嫦娥四號拍攝的月球照片是通過_____傳回地球的,拍攝照片的底片所成的像是_____縮小的實像(“倒立”、“正立”)。
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【題目】因為電能便于輸送和轉(zhuǎn)化,已成為現(xiàn)代社會離不開的一種能源。電能屬于( 。
A.一次能源B.二次能源C.可再生能源D.不可再生能源
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【題目】下列關(guān)于科學家與其貢獻對應關(guān)系正確的是( )
A.牛頓——發(fā)現(xiàn)杠桿原理
B.奧斯特——發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象
C.安培——發(fā)現(xiàn)電流與電壓、電阻的關(guān)系
D.托里拆利——最早測出大氣壓值
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【題目】下列數(shù)據(jù)中,最接近生活實際的是( 。
A.人體的正常體溫為38.5℃
B.一個雞蛋的質(zhì)量約為0.5kg
C.中學生的正常步行速度約為1.1m/s
D.一本中學物理教科書的厚度約為5cm
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【題目】在疫情防控期間,人們通過手機傳遞信息實現(xiàn)在線教育、視頻會議、無線對講等辦公服務,避免了人與人之間的直接接觸,手機傳遞信息是利用了( 。
A.紅外線B.電磁波C.超聲波D.次聲波
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【題目】對光現(xiàn)象的解釋錯誤的是( 。
A.“小孔成像”所成的像是倒立的實像
B.人遠離平面鏡時,平面鏡中的像越來越小
C.手機的人臉識別功能用到了光的反射
D.今年疫情期間使用的紅外測溫儀是利用人體輻射的紅外線,進行溫度測量
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【題目】將L1(6V,6W)和L2(6V,3W)的兩個燈泡串聯(lián)接在6V電源上,則下列說法正確的是( )
A.兩盞燈的總功率為9W
B.L1兩端電壓大于L2兩端電壓
C.兩盞燈的總功率小于3W
D.L2消耗的功率小于L1消耗的功率
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