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如图所示,电源电压不变.闭合开关S,当滑动变阻器R1的滑片P位于b端时,电流表的...

如图所示,电源电压不变.闭合开关S,当滑动变阻器R1的滑片P位于b端时,电流表的示数是0.2A,电阻R与滑动变阻器R1两端电压之比是3:5,此时R消耗的功率是1.2W.已知灯的规格是“10V 10W”,灯丝电阻不随温度变化.求:
(1)R的电阻值、滑动变阻器R1的最大电阻值.
(2)电流表可能的示数变化范围.
(3)当滑动变阻器滑片在何位置时,电路消耗的功率最小,并求出此时灯泡的功率.

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(1)由图可知电阻R、R1及L串联,则电流表示数即为电路中的电流;则根据R消耗的功率可求得R的阻值及R两端的电压;因滑片处在b处,故滑动变阻器全部接入,则由欧姆定律可求得滑动变阻器的最大电阻值; (2)由灯泡的铭牌信息可求得灯泡的电阻;则由欧姆定律可求得灯泡两端的电压,则可由串联电路的电压规律可求得电源电压;当滑片接在b处时,电路中电流为最小电流;当滑片接a时电路中电流为最大电流,则由欧姆定律可求得最大电流; (3)因电源电压不变,则根据P=分析电阻的变化,可知电路中消耗的功率何时最小,则可知得此时电路中电流;则由功率公式可求得灯泡消耗的功率. 【解析】 (1)由P=I2R可得: R的阻值为:R===30Ω;  由欧姆定律可得: R两端的电压U=IR=0.2A×30Ω=6V; 则由题意可知: =,则可知U1=U=×6V=10V; 则可知R1的最大阻值R1===50Ω; (2)灯泡的电阻R===10Ω; 则灯泡两端的电压UL=IRL=0.2A×10Ω=2V; 则电路中的总电压U总=U+U1+UL=6V+10V+2V=18V; 当滑动变阻器接入电阻为零时,电路中电流最大;则由欧姆定律可得: I最大===4.5A; 故电流的范围为:0.2A~4.5A; (3)由P=可得:因电压一定,则总电阻最大时,电路中功率最小; 则可知,当滑动变阻器接入电阻最大时,电路中的功率最小;则可知电路中的功率最小时,电流应为0.2A; 则灯泡消耗的最小功率P最小=I2RL=(0.2A)2×10Ω=0.4W; 答:(1)R的阻值为30Ω,R1的最大阻值为50Ω;(2)电流表的变化范围为0.2A~0.45A; (3)灯泡消耗的最小功率0.4W.
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考点分析:
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(1)分析比较实验序号1与4、2与5、3与6的数据及观察到的现象,可得出的初步结论是:
   
(2)分析比较实验序号    的数据及观察到的现象,可得出的初步的结论是:当通过灯泡的电流相等时,灯泡两端的电压越大,灯泡越亮.
(3)请进一步综合分析比较表3、表4、表5中的数据及观察到的现象,并归纳得出结论:
   
表1表2表3
实验序号电压(V)电流(A)实验序号电压(V)电流(A)实验序号电压(V)电流(A)
162.00461.00731.00
2121.005120.50860.50
3240.506240.259120.25
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小红和小明在学习欧姆定律的过程中,分别进行下列探究活动:
①、小明选了以下器材:等测电阻Rx(5~10Ω)、电源(6V),电流表(0~0.6)、电压表(0~3)、滑动变阻器(1A,20Ω)、开关一个、导线若干.
小红选了以下器材:等测电阻Rx(5~10Ω)、电源(6V),电流表(0~3)、电压表(0~15)、滑动变阻器(1A,100Ω)、开关一个、导线若干.
算一算,要使测量更精确,还不会损坏电表,谁选择的器材更精确:______
②、接着他们开始做测定某导体电阻的实验.请你以笔代线完成电路图连接.
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③、当闭合开关后,发现电流表有示数,电压表示数为零.移动滑动变阻器滑片时电流表读数有变化,电压表的示数始终为零.其可能的原因是:______
A、滑动变阻器接触不良; B、开关接触不良
C、小灯泡两端短路 D、小灯泡的灯丝断了
④、小明正确连接电路,当接通开关后,发现电压表有示数(等于电源电压),电流表的示数为零.移动滑动变阻器的滑片时,电压表读数基本没变化,电流表示数始终为零.其原因可能是______
A、滑动变阻器接触不良; B、开关接触不良
C、不灯泡两端短路 D、小灯泡的灯丝断了
⑤、小明自带某一段电炉丝的电阻,于是他用电炉丝换下电阻RX.实验中,小明通过改变滑动变阻器阻值,由电流表、电压表读出相应的数值,见下表.
电流/A0.40.81.21.6
电压/V4.59.013.518.0
(a)请你根据表格将数据绘制到图表中去.
(b)由表格内容及作出的图分析可得出结论______
(c)测出电炉丝的电阻为______

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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