【題目】如圖甲所示,燈L的額定電壓為12V,其I-U圖像如圖乙所示,定值電阻R0的阻值為20Ω,滑動變阻器上標有“100Ω 1A”。

1)開關都閉合,燈L正常發(fā)光,電流表、電壓表的量程分別為00.6A015V。求燈正常發(fā)光的電阻及滑動變阻器連入電路的阻值范圍。

2)閉合S,斷開S1、S2,將電源換成一個可調(diào)電壓的電源,電流表、電壓表量程分別為00.6A03V,其他部分電路連接不變。調(diào)節(jié)R使電流表和電壓表先后均能達到滿偏,且電路正常工作。求可調(diào)電源電壓的取值范圍。

【答案】140Ω;40Ω-100Ω;(212V-15V

【解析】

1)開關都閉合時,燈泡L與滑動變阻器R并聯(lián),電壓表測電源兩端的電壓,電流表測干路電流,因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,且燈L正常發(fā)光,所以,電源的電壓U=UL=12V,由圖乙可知,通過燈L的電流IL=0.3A,燈正常發(fā)光的電阻:RL==40Ω,因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以,當電流表的示數(shù)I=0.6A時,通過變阻器R的最大電流:IR=I-IL=0.6A-0.3A=0.3A,此時滑動變阻器接入電路中的電阻最小,則R= =40Ω,又因滑動變阻器接入電路中的電阻越大時,通過R的電流越小,電路的總電流越小,所以,滑動變阻器接入電路中的最大阻值為100Ω,則滑動變阻器連入電路的阻值范圍為40Ω100Ω

2)閉合S,斷開S1、S2時,RR0串聯(lián),電壓表測R兩端的電壓,電流表測電路中的電流,調(diào)節(jié)R使電流表、電壓表先后達到滿偏,且電路正常工作:當變阻器接入電路中電阻為0,且電流表滿偏時,電源電壓最小,由歐姆定律得到U=I滿R0=0.6A×20Ω=12V;電壓表最大示數(shù)為3V,當變阻器最大電阻連入電路時,電路的電流為:I=,當電壓表達到滿偏時,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和歐姆定律有:U=U滿+U0=3V+×20Ω=3.6V,此時電流表不能達到滿偏,3.6V舍去;當電壓表達到滿偏且電流表也能達到滿偏時,電源電壓最大,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和歐姆定律有,U=U滿+U0=U滿+I滿R0=3V+0.6A×20Ω=15V,因題中要求兩個電表先后均能達到滿偏,故最大電壓應小于15V,故可調(diào)電源電壓的取值范圍為:12V≤U15V。

答:(1)燈正常發(fā)光的電阻及滑動變阻器連入電路的阻值范圍為40Ω100Ω

2)調(diào)節(jié)R使電流表和電壓表先后均能達到滿偏,且電路正常工作?烧{(diào)電源電壓的取值范圍為12V≤U15V

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B. 甲、乙兩圖中物體A均受到地面對它的摩擦力大小均為F

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D. 乙圖中物體A受到地面對它的摩擦力為F,物體B受到的摩擦力為0

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C. 只閉合S2,P向右移動,燈L逐漸變暗,a表示數(shù)不變

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