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某兴趣小组探究串联电路中电阻消耗的电功率与电流的关系,电路如图甲所示.滑动变阻器...

某兴趣小组探究串联电路中电阻消耗的电功率与电流的关系,电路如图甲所示.滑动变阻器滑片P从最右端向最左端移动的过程中,R1UI图象如图乙所示.

求:

(1)R1的阻值.

(2)电路消耗的最大功率.

(3)当R2消耗的电功率为0.5 W时,R2的阻值.

 

10Ω 3.6W 2Ω 【解析】 (1)由R1的U﹣I图象可知,通过R1的电流与电压成正比,R1为定值电阻,当U1=6V时,I1=0.6A,由欧姆定律可知:R1===10Ω;(2)当滑动变阻器连入电阻为0时,电路中的电流最大,此时电阻R1两端的电压等于电源电压,电源电压U=U1=6V,最大电流为I1=0.6A,电路最大功率P=UI1=6V×0.6A=3.6W;(3)当R2消耗的电功率为0.5W时,P2=I2R2,0.5W=I2R2,﹣﹣﹣﹣①,而I==,代入①得:0.5W=()2R2,化简得:(R2)2﹣72R2+100=0,解得R2的阻值:R2=2Ω或R2=50Ω,由图乙可知,当R2最大时,I最小=0.15A,电路总电阻R===40Ω,R2的最大值R最大=R﹣R1=40Ω﹣10Ω=30Ω,所以R2=50Ω舍去,R2=2Ω.  
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考点分析:
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如图甲的电路中,电源电压保持不变,R1=6Ω;当只闭合开关S1时,电流表的示数为0.5A;当同时闭合开关S1S2时,电流表的示数如图乙。求:

1)电源电压。

2)电阻R2的阻值。

 

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某型号专用车在车型测试中,在一段平直的高速公路上匀速行驶 5.6km,受到的平均阻力是 3.0×103N,消耗燃油1.2kg,热值为 q=4×107J/kg,求:

1)发动机做的有用功。

2)汽车发动机的效率是多少?

 

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有一个额定电压为3.8V的小灯泡,电阻大约为10Ω,小明想利用如图甲测定这个小灯泡的额定功率。

1)在测量L1额定功率的实验中,小明连接了如图甲所示的电路,电源电压为6V且保持不变。

①图甲中用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡逐渐变亮,连线不得交叉);_____

在连接电路时,有RA1A)、RB10Ω0.5A)和RC10Ω0.2A)三个滑动变阻器可供选择,则应该选择变阻器____(填“RA”、“ RB”或“RC”)连入电路,才能保证实验顺利进行。

在实验中,若电压表示数为2V,为了能测量L1的额定功率,必须将滑动变阻器的滑片P_____(填“A”或“B”)端移动,当电压表的示数为3.8V时,小灯泡L1正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡L1的额定功率为____W

④另一小组在连接好电路后,闭合开关,在移动滑动变阻器滑片P的过程中发现:灯泡变亮时电压表示数变小;灯泡变暗时,电压表示数变大。经检查所用器材完好,出现这种现象的原因可能是___

2)已知L2的额定电流为I,老师设计了如图丙所示的电路,也能测出灯泡L2的额定功率。老师请小明按照如下实验方案尝试:(电源电压不变,滑动变阻器R1的最大阻值为R0

只闭合开关SS2,移动R1滑片,使电流表的示数为I

只闭合开关SS1,保持R1滑片位置不动,移动R2滑片,使电流表的示数为_______。保持变阻器R2的滑片位置不动,将另一个滑动变阻器滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将此滑动变阻器的滑片移到最右端,电流表的示数为I2;则小灯泡额定功率的表达式P=______。(用II1I2R0中的字母表示)

 

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在“探究电流与电压的关系”实验中,电路如图甲所示,电源电压恒为6V

1)小明在接完最后一根导线时,电压表、电流表的指针立即发生偏转,产生这种现象的原因可能是______

2)正确连接好电路后,闭合开关,发现电压表示数为6V,电流表无示数,移动滑片P,两表示数均无变化,则故障原因是___

3)小明排除故障后,移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙,此时通过电阻的电流为____

4)实验中测得多组数据,绘制出电阻的U-I图像如图丙所示,由图像可得电流与电压的关系是:保持电阻不变,通过导体的电流与导体两端的电压成_______

5)实验结束后,小明用此电路来探究“电流与电阻的关系”,小明想要完成四组实验,准备好的定值电阻有10Ω15Ω20Ω。先将电阻接入电路中,将电路连接正确后,闭合开关,移动变阻器的滑片P,使定值电阻两端的电压为2V,断开开关,将定值电阻换成阻值为10Ω的电阻,其余不动,闭合开关,电压表示数将___(选填“变大”或“变小”);接下来,他应该_________。为完成此四组实验,滑动变阻器的最大电阻应不小于_____Ω

 

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如图所示, 小明在“探究串联电路的电压关系”的实验中:

1)根据图甲正确连接电路,闭合开关,电压表示数如图乙所示;为了使读数更精确,接下来他应该断开开关,再_____

2)在测L2两端的电压时,小明为了节省时间,保持电压表所接的B节点不动,断开A接点并改接到C接点上。你认为是否正确?答:_____,理由是____

3)在正确连接后,他测出ABBCAC间的电压,得到一组实验数据,同组同学提醒还应该再多测几组实验并收集相应数据,其目的是______

 

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