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如图所示电路,电源电压为4.5V,R1阻值为5Ω,滑动变阻器R2最大阻值为20Ω...

如图所示电路,电源电压为4.5V,R1阻值为5Ω,滑动变阻器R2最大阻值为20Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V.
求:(1)滑动变阻器允许接入电路的阻值范围.
(2)正常工作时整个电路消耗的最小功率.
(3)滑动变阻器消耗的最大功率.

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(1)从电路图可知,滑动变阻器与电阻串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路总电流,电流表示数最大为0.6A,电压表示数最大为3V,根据欧姆定律分别算出对应的滑动变阻器的阻值. (2)根据P=可知,当电路中总电阻最大时整个电路消耗的功率最小,根据P=UI求出最小功率. (3)根据串联电路电阻特点和欧姆定律求出电路中的电流,根据P=I2R求出滑动变阻器消耗电能的表达式,根据数学求极值的方法,求出滑动变阻器消耗的最大功率. 【解析】 (1)当电流表示数为I1=0.6A时,电阻R1两端电压为U1=I1R1=0.6A×5Ω=3V; 滑动变阻器两端的电压U2=U-U1=4.5V-3V=1.5V, 所以滑动变阻器连入电路的电阻最小为R小===2.5Ω; 当电压表示数最大为U大=3V时,R1两端电压为U3=U-U大=4.5V-3V=1.5V, 电路电流为I===0.3A; 滑动变阻器接入电路的电阻最大为R大===10Ω. 所以R2的取值范围为2.5Ω≤R2≤10Ω. (2)当滑动变阻器接入电路的电阻为R2=10Ω时,整个电路消耗的电功率最小; 正常工作时整个电路消耗的最小功率为P最小=UI=4.5V×0.3A=1.35W. (3)设滑动变阻器的阻值为R时,其消耗的电功率最大,则 串联电路的电流为I== 滑动变阻器消耗的电功率为P=()2R=; 当R=5Ω时,滑动变阻器消耗的电功率最大为P=1.0125. 答:(1)滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为2.5~10Ω. (2)正常工作时整个电路消耗的最小功率为1.35W. (3)滑动变阻器消耗的最大功率1.0125 W.
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考点分析:
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manfen5.com 满分网由于电动自行车是一种绿色环保型助力车,如图所示,它没有废气产生和噪声污染,所以越来越受到人们的青睐.使用前需先对车上的蓄电池充电,骑行时,蓄电池给车上的电动机供电,电动机为车提供动力.某电动自行车的主要技术参数如下表:
 最大时速 20km/h 一次充电连续行驶里程 50km
 一次充电耗电量 0.6kw•h 电机额定电压 36V
 整车质量 40kg 充电电压 220V
 电机额定输出功率 180W 出厂编号 20070523866
请同学们根据表中所列的数据求出以下问题:
(1)当电动自行车以最大时速行驶时,电机的工作电压等于额定电压,求此时电机的工作电流?
(2)若在lOmin内,电动自行车连续行驶3km,求电动自行车在这段时间内的平均速度?
(3)电动自行车匀速行驶时所受的平均阻力是整车重的O.07倍,当电动自行车以最大时速匀速行驶30min时,求这段时间内电动自行车克服阻力所做的功.
(4)若摩托车百公里耗油2.5L,每升油4.85元;照明用电每度0.50元,试通过计算说明使用电动自行车与摩托车哪个更经济?
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探究“硬币起飞”的条件.
(一)查寻规律:在地面附近同一高度或高度差不显著的情况下,空气流速v与压强p的关系可表示为manfen5.com 满分网v2+p=C;式中C是常量,ρ表示空气密度.根据上述关系式可知:
(1)空气流速越大,压强______;空气流速越小,压强______
(2)常量C表示空气流速为0时的______
(二)设计实验:本研究需要知道硬币的质量m(或重力G)和硬币上(或下)表面面积S.
(3)某同学采用如图所示的方法测定硬币上(或下)表面面积.
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①测得硬币的直径D=______cm.
②根据数学公式S=πD2/4即可算出硬币上(或下)表面面积.
(4)请你设计一个测定硬币质量(或重力)的实验方案.
(三)探究条件:如图所示,在水平桌面上放置一个硬币并沿箭头所示方向吹气,气流通过硬币上部,由于硬币下面没有气流通过,从而产生压力差,给硬币一个向上的动力.
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(5)根据上述流速与压强的关系式可知,硬币下方空气压强p=______
(6)刚好将硬币吹起时,硬币上、下表面的压力差△F=______
(四)得出结论:
(7)请导出刚好将硬币吹起时吹气速度v的表达式(用ρ、S、m或G表示).
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亚里士多德认为:重的物体比轻的物体下落得快.如果亚里士多德的观点正确,即物体跃重就一定下落得越快,那么将一个重物体和一个轻物体拴在一起让让它们下落,应比它们单独下落得更快.为了证实这一观点是否正确,某学校实验小组的同学在教学楼上做了以下实验:先后让三个物体从同一高度释放后都下落到同一水平面上,经过多次测量,得到了下表数据:
实验序号123
物体小石头羽毛球和羽毛球拴在一起的小石头
质量(g)22628
下落时间(s)1.452.431.65
(1)由上面的实验,选取第______次和第______次实验数据进行对比(填实验序号),可以说明亚里士多德的观点是错误的;
(2)为什么要选择这两次实验数据?
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请尝试利用“曹冲称象”办法解决下面的问题.
【探究的目】粗略测量待测电阻Rx的值.
【探究器材】待测电阻Rx、一个标准电阻箱(元件符号manfen5.com 满分网)、若干开关,一个电池、若干导线和一个刻度不准确但灵敏度良好的电流表(电流表是量程足够大)
【设计实验和进行实验】
(1)在右边的虚线方框内画出你设计的实验电路图;
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(2)将下面的实验步骤补充完整.并用字母表示需要测出的物理量:
第一步:开关断开,并按设计的电路图连接电路;
(3)写出Rx的表达式:______(用测量量表示).
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某物理兴趣小组进行“模拟近视眼”的实验探究.
如图(甲)所示,把近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,移动光屏得到清晰的像,标出光屏的位置;拿开眼镜,屏上的像变得模糊,向凸透镜方向移动光屏,像又变得清晰,再标出光屏的位置.观察眼球结构图[如图(乙)]并结合以上实验,回答:
(1)眼球中的视网膜相当于实验中的______;实验中的凸透镜相当于眼球中的______
(2)近视眼患者不戴眼镜时,远处物体成像在视网膜的______(填“前方”或“后方”).
(3)近视眼镜对光线具有______作用(填“会聚”或“发散”),应是______透镜.
(4)某同学患近视眼,一天他的眼镜坏了,看不清黑板上的字,当他用手轻轻按压眼球时,偶然发现能看到黑板上的字了,关于这一现象的猜想,正确的是:______
A.按压眼球时,晶状体的焦距变长,晶状体到视网膜的距离变短
B.按压眼球时,晶状体的焦距变短,晶状体到视网膜的距离变短
C.按压眼球时,晶状体的焦距变长,晶状体到视网膜的距离变长.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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