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如图所示电路,电源两端电压保持不变.当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器的滑片P...

如图所示电路,电源两端电压保持不变.当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器的滑片P移到A端时,R3的电功率为P3,电流表的示数为I1;当开关S1断开、S2闭合时,R3的电功率为P3′,电流表的示数为I2.已知P3:P3′=9:25,
(1)求电流表的示数I1与I2的比值.
(2)当开关S1、S2都断开,滑动变阻器的滑片P在中间某位置C时,变阻器接入电路的电阻为Rc,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2,已知U1:U2=3:2,Rc的电功率为10W,这时R3的电功率为P.通过闭合或断开开关及移动滑动变阻器的滑片,会形成不同的电路,电路消耗的最大功率与电路消耗的最小功率之比为3:1.求R3的电功率P.

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(1)本题有三个过程,每一个过程画一个等效电路: 当开关S1闭合、S2断开,变阻器的滑片移到A端时,如图甲所示; 当开关S1断开、S2闭合时,如图乙所示; 当开关S1、S2都断开,变阻器的滑片在C点时,如图丙所示. 电路消耗功率最大应为开关S1、S2都闭合,只有R3接入,如图丁所示. 消耗功率最小应为R3、R1、滑动变阻器RA全部串联接入电路,如图戊所示. (2)用同一导体接入不同电路,根据功率之比,求出电流之比. 由丙过程中的电压表示数之比,列出电阻R3、R1、RC的电阻关系式; 对应甲乙过程源电压相同,列出等式,由电流之比,导出电阻R3、R1、RA的电阻关系式; 电路消耗的最大功率与电路消耗的最小功率之比为3:1,利用功率之比列出等式,找到电阻R3、R1、RA的电阻关系式; C是滑动变阻器的中点,RC=RA,由三个方程解出的R3与RC关系, 根据串联电路的功率之比等于电阻之比,求出R3的功率. 【解析】 (1)当开关S1闭合、S2断开,变阻器的滑片移到A端时,等效电路如图甲所示; 当开关S1断开、S2闭合时,等效电路如图乙所示. ∵==, ∴=. (2)当开关S1、S2都断开,变阻器的滑片在C点时,等效电路如图丙所示. ∵=, ∴=, ∴3R1+3RC=2R3+2R1, 2R3=R1+3RC①, 电源两端电压一定,在甲、乙电路中,根据U=IR, I1(R3+RA)=I2(R3+R1), 3RA=2R3+5R1②, 电路消耗功率最大应为开关S1、S2都闭合,只有R3接入,如图丁所示, 消耗功率最小应为R3、R1、滑动变阻器RA全部串联接入电路,如图戊所示, ∵电路总电压U一定, ∴===, 2R3=R1+RA③, 根据①②③式,可得:R3=2RC, 在丙电路中,电流一定,==, P=2PC=2×10W=20W. 答:R3的电功率P为20W.
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考点分析:
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小文的体重为600N,当他使用如图所示的滑轮组匀速提升水中的体积为0.01m3的重物A时(重物始终未出水面),他对地面的压强为8.75×103Pa.已知小文与地面的接触面积为400cm2.当他用此滑轮组在空气中匀速提升重物B时,滑轮组的机械效率是80%.已知重物A重物B所受重力之比GA:GB=5:12,若不计绳重和摩擦,g=10N/kg.
求:(1)提升重物A时小文对地面的压力.
(2)物体A的密度.
(3)在水中提升重物A时滑轮组的机械效率.
(4)重物A完全出水面后,以0.2m/s的速度匀速上升,小文拉绳的功率P.

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一个热水器内盛有20kg的水,吸收了2.52×106J的热量后,水的温度升高到55℃,水的初温是多少摄氏度?[C=4.2×103J/].
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(1)实验中测得下表所示数据,此数据是______小组测量的.
次数
物理量
12345
电压U/V1.534.567.5
电流I/A0.10.20.30.40.5
(2)乙小组在实验中闭合开关S后,发现电流表示数几乎为零,而电压表的示数等于电源电压.则该电路的故障可能为______
(3)在丁小组实验过程中,闭合开关S和S1,电流表和电压表的示数如图所示,则电阻Rx两端电压是______V,通过电阻Rx的电流是______A,电阻的阻值是______Ω.
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(4)甲小组的同学发现电压表不能正常使用,于是撤去电压表设计了以下4种方案.其中不能测出Rx的方案是______(只填字母).如果S、S1都闭合时,电流表示数为I1,闭合S、断开S1时,电流表示数为I2,则电阻的表达式Rx=manfen5.com 满分网为方案______(只填字母)的测量结果.
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如图所示,在探究滑轮组的机械效率实验中小龙和小文用同样的滑轮,却连成了甲、乙不同的滑轮组并测出了各自的实验数据.
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(1)小文测得滑轮组的机械效率为______
(2)实验后小文想:对于同一个滑轮组,它的机械效率是否不变呢?经过思考后他认为:即使像图乙那样已绕好的滑轮组,机械效率也不是固定的,还应该与______有关,并用实验验证了自己的猜想是正确的.小文的实验方法是______
(3)小龙认为:用滑轮组提升重物时,人提升动滑轮所做的功是没有用的,所以,______也应该是影响滑轮组机械效率高低的主要因素.
(4)小文用滑轮组乙在t秒内匀速提起重为G的物体升高h米(不计绳重和摩擦),若滑轮组的机械效率为η,动滑轮重G=______;小文的功率P=______

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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