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甲醛对人体的危害非常严重,因此装修房屋时检测甲醛污染指数非常重要。小明同学设计了...

甲醛对人体的危害非常严重,因此装修房屋时检测甲醛污染指数非常重要。小明同学设计了移动甲醛检测设备,原理如图甲所示。电源由三节新干电池(4.5V)串联组成,R0是标有“20Ω  1A”字样的滑动变阻器,R为可以感知甲醛污染指数的可变电阻。

1)当R0的滑片滑到中点时,它两端的电压为1.5V,此时污染指数是多少?

2)显示器由0~3V的电压表改装而成,移动滑片位置,使其最大显示污染指数为250,此时电路消耗的总功率是多少?

3)不增加其它元件的前提下,提出一种增大污染指数量程的方法,并简要说明。

 

(1)150(2)0.675W(3)减小电源电压,将电压表与可变电阻并联 【解析】 (1)电源电压为 U=3×1.5V=4.5V, 由图知两电阻串联,当R0的滑片滑到中点时,滑动变阻器的电阻为 ×20Ω=10Ω, 它两端的电压为1.5V,因串联电路中电流处处相等,则电路的电流为: I=I0==0.15A, 可变电阻两端的电压: UR=U-U0=4.5V-1.5V=3V, 可变电阻R的阻值: R==20Ω, 由图乙可知当可变电阻的阻值为20Ω时,污染指数为150; (2)由图乙可知,使其最大显示污染指数为250时,可变电阻R的阻值为10Ω,此时电压表的示数最大为3V,因串联电路中总电压等于各分电阻两端的电压之和,所以可变电阻两端的电压: UR′=U-U0=4.5V-3V=1.5V, 则此时电路中的电流为 I′==0.15A, 此时电路消耗的总功率: P′=UI′=4.5V×0.15A=0.675W; (3)由于电压表的量程最大为3V,所以可以减小电源电压,即可利用两节干电池串联作为电源;从而提高污染指数的测量范围;由于可变电阻的阻值随甲醛污染指数的变大而减小,所以当污染指数变大时可变电阻的阻值减小,根据串联电路的分压特点可知可变电阻两端的电压变小,所以可以将电压表与可变电阻并联。 答:(1)当R0的滑片滑到中点时,它两端的电压为1.5V,此时污染指数是150; (2)移动滑片位置,使其最大显示污染指数为250,此时电路消耗的总功率是0.675W; (3)详见解析。  
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考点分析:
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如图甲是某款电热水龙头。即开即热、冷热兼用。图乙是它的原理电路图R1R2为电热丝。通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路,从而实现冷水、温水、热水之间切换。有关参数如表。不考虑温度对电热丝阻值的影响,请回答下列问题:

产品名称

即热式热水龙头

额定功率

温水(2200W

热水(3300W

额定电压

220V

 

 

 

 

1R1的电阻值多大?

2)水龙头放热水时,正常工作lmin,消耗的电能是多少?

3)若热水挡正常工作1min,将1kg的水温度提高了20℃,该款电热水龙头效率多大?

 

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如图,电源电压保持不变,R1=10Ω,滑动变阻器R3最大阻值为20Ω。只闭合开关S1,滑片Pa端时,电流表的示数为0.2A;同时闭合开关S1S2,滑片Pb端时,电流表的示数为0.8A

:1)电源电压;

2R2的阻值。

 

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如图是测定小灯泡电功率实验的装置图,电源电压为4V且保持不变,小灯泡额定电压为2.5V、阻值约为,滑动变阻器标有“20Ω   1A”字样。

1)该实验的原理是_____

2)闭合开关前,滑动变阻器滑片应调至_____(选填AB)端;

3)小佳小组连接电路后,闭合开关,小灯泡不亮,电压表有示数,电流表指针有偏转,移动滑动变阻器的滑片,灯泡始终不发光,两电表示数不变,原因可能是_____

4)小杰小组的数据如下表所示:

实验序号

1

2

3

4

5

U/V

0.3

1.5

2.0

2.5

2.9

I/A

0.06

0.20

0.24

0.28

0.30

P/W

0.18

0.3

0.48

 

0.87

 

 

①该小灯泡的额定功率是_____W

②实验过程中,发现小灯泡越来越亮,由此可知,灯泡的亮度是由_____决定;

③进一步分析表格中的数据,你还会发现:_____

5)同学们还设计了下列几种连接方式,能测出小灯泡额定功率的是_____。(R为定值电阻,阻值已知)

 

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小明设计如图所示的电路图测定值电阻Rx

      

①按照电路图连接好电路,并将电阻箱R0的阻值调到最大处;

②闭合开关S1前,将滑片P应置于a端;

③闭合开关S1

_____

_____此时电阻箱的阻值等于待测电阻Rx的阻值。

⑥在此实验中,若不用电流表,改用电压表,其他器材不变,请在虚线框内画出测量Rx电阻的实验电路图。(要求设计的电路在连接后,只能通过开关改变电路连接情况)。

________

 

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小斐同学用如图甲电路,探究保持电压不变时,电流跟电阻的关系。实验器材:电源(电压恒为4.5V),电流表、电压表各一只,一个开关,四个定值电阻(10Ω15Ω25Ω),三只滑动变阻器导线若干。

1)请将图甲中的电路图连接完整。

____________

2)该实验,自变量是_____(选填电流电阻.

3)实验中,小斐先用的电阻做完实验后,换成10Ω的电阻,滑动变阻器的滑片应该向_____(选填AB)端移动,使电压表示数不变。

4)实验中多次改变R的阻值,并得到多组实验数据,由这些数据得到如图乙所示的图像,图像乙中阴影部分的面积表示的物理量是_____由图像分析,可得结论:_____.

5)当小斐改用25Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法使电压表的示数达到实验要求的值。如果要使实验顺利进行,则她应选用的滑动变阻器的是_____(填编号);

A.“10Ω    2A”        B.“30Ω    1A”        C.“35Ω    0.3A”

 

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