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如图甲所示的电路,电源电压保持不变。小灯泡L标有“4V,1.6W”字样,滑动变阻...

如图甲所示的电路,电源电压保持不变。小灯泡L标有“4V1.6W”字样,滑动变阻器R1的最大阻值为50Ω,定值电阻R2=20Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。求:

(1)小灯泡正常工作时的电阻是多少?

(2)只闭合开关SS2S3,移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时,R2消耗的电功率为1.8W,则电源电压及此时滑动变阻器R1接入的电路中的电阻是多少?

(3)只闭合开关SS1,移动滑动变阻器R1的滑片P,小灯泡LI-U图像如图乙所示,在保证各元件安全工作的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围是多少?

 

(1) 10Ω;(2) 30Ω;(3) 5Ω~12Ω 【解析】 (1)小灯泡L标有“4V,1.6W”字样,由图乙知道,通过灯泡的电流IL=0.4A,由知道,小灯泡正工作时的电阻 (2)当闭合开关S、S2和S3 时,等效电路图如下图 由于并联电路中各支路两端的电压相等,由知道,电源的电压 由知道,此时电路中的总电阻 并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以, 解得滑动变阻器R1接入的电路中的电阻是R1=30Ω (3)只闭合开关S和S1,等效电路图下图 由于串联电路中各处的电流相等,且灯泡正常发光时的电流为0.4A,电流表的量程为0~0.6A,所以,电路中的最大电流I大=0.4A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,此时电路中的总电阻 由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值 R1小=R′-RL =15Ω-10Ω=5Ω 当电压表的示数U1大 =3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,灯泡两端的电压 UL ′=U-U1大 =6V-3V=3V 由图象知道,通过灯泡的电流即电路中的电流I小=0.25A,则滑动变阻器接入电路中的最大阻值 所以,滑动变阻器R1 允许的取值范围是5Ω~12Ω。 答:(1)小灯泡正工作时的电阻是10Ω; (2)只闭合开关S、S2和S3,则电源电压及此时滑动变阻器R1接入的电路中的电阻30Ω; (3)只闭合开关S和S1,在保证各元件安全工作的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围是5Ω~12Ω。  
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考点分析:
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如图所示是某电热器的电路原理图,电源电压保持不变,电阻R2=30Ω。当只闭合开关S时,电流表的示数为0.4A 求:

(1)电源电压是多少_____

(2)当开关SS1都闭合时,电热器处于________(选填“加热”或“保温”)状态。电流表的示数如图乙所示,R1的阻值是多少 ______

(3)电热器加热状态下电路的总功率是多少_______

 

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质量为500g的某液体放出了3×104J的热量后,温度下降了30℃;若此液体放出的热量有60%被一质量为2kg的铁球吸收,求:

(1)某液体的比热容

(2)铁球升高的温度(c=0.45×103J/(kg•℃))

 

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小明同学手里有一个标有“3.8V”字样的小灯泡,他想知道小灯泡正常工作时的电功率,于是在学校实验室借来一些实验器材,连接了如图甲所示的实验电路,电源电压恒定不变:

(1)如图甲是实验电路,请你用笔画线代替导线将电路补充完整,并使滑动变阻器连入电路的阻值最大(导线不允许交叉);

__________

(2)实验过程中的某时刻,电压表的示数如图乙所示,为了测量灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向__(选填)端滑动。灯泡正常发光时电流表的示数如图丙为____A,则灯泡的额定功率为_____W

(拓展)

(3)为了考察同学们的能力,老师拿来了一个已知额定电流为I,但额定电压未知的小灯泡,一个已知阻值为R0的电阻和两个开关S1S2,利用上面的部分器材为同学们设计了如图丁所示的电路来测量小灯泡的额定功率,请你将下列实验步骤补充完整:

_______________(填开关SS1S2的通断情况),调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为_______

②闭合开关SS2,断开S1____________________(选填“适当调节滑动变阻器的滑片”“保持滑动变阻器的滑片不动”),读出电压表的示数为U

③灯泡额定功率的表达式为:P=________________

 

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在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中,实验室老师给同学们准备了以下器材:“10Ω15Ω20Ω25Ω”的定值电阻各1个,滑动变阻器,电流表,电压表,电源,开关和导线若干。

   

(1)图甲是该小组同学连接的电路有一处错误,请只改动一根导线,使电路连接正确(在应改动的导线上打“×”,用笔画线线代替导线画出正确的接法);

________

(2)在“探究电流与电压的关系”时,记录的电流表与电压表的示数如表所示,分析数据,由此得出的实验结论是:__________________

实验次数

1

2

3

4

5

电压U/V

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

电流I/A

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

 

 

 

(3)在“探究电流与电阻关系”实验时,步骤如下:

①将电阻接入电路,将实验电路连接完整;

②闭合开关,移动滑片P,使电压表的示数为2.5V时读出对应的电流值并记录;

③断开开关,用10Ω的电阻替换的电阻,此时如果他马上闭合开关,则此时电压表的示数_______2.5V(选填“>”、“<”或“=”)。接下来应该向_______(选填“左”或“右”)移动滑片,使电压表的示数______________

④按正确操作完成余下实验后,得到电流与电阻关系图像如图乙所示,由此可得到的结论是;电压一定,____________________

⑤滑动变阻器在该实验中的作用____________________

⑥若电源电压是4.5V,为了完成该实验,同学们选用的滑动变阻器的最大阻值至少是________Ω

 

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如图为探究焦耳定律的实验装置,用三个阻值均为电阻丝进行实验。过一段时间后,我们会发现_____(选填“左侧”或“右侧”)U型管中液面较高,说明电流通过导体产生的热量与_____有关;通过进一步实验可得到焦耳定律的表达式是______。实验中R3的作用是________________

 

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