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在如图甲所示的电路中,灯泡的额定电压为6V,灯泡的I-U关系如图乙所示,电压表的...

在如图甲所示的电路中,灯泡的额定电压为6V,灯泡的I-U关系如图乙所示,电压表的量程为0~15V,电流表的量程为0~0.6A,变阻器R2的最大阻值为100Ω,只闭合开关S2,滑片滑到某处时,电压表的示数为10V,电流表的示数为0.4A,定值电阻R1消耗的功率为2.8W。求:

(1)灯泡的额定功率;

(2)R1的阻值及电源电压;

(3)只闭合开关S1,在电路安全的情况下,求电路消耗的最大功率及变阻器连入电路的最大阻值为多少?

 

(1)3W;(2)17.5Ω;17V;(3)8.5W;50Ω 【解析】 (1)因为灯泡的额定电压为6V,根据灯泡的I-U关系图乙可以知道,其额定电流为0.5A,故灯泡的额定功率为 PL=ULIL=6V×0.5A=3W (2)当只闭合S2时,电阻R1和变阻器R2串联,电压表测量R2的电压则U2=10V I1=I=0.4A 由P=I 2R得 R1===17.5Ω U1=I1R1=17.5Ω×0.4A=7V 电源电压为 U=U1+U2=7V+10V=17V (3)只闭合S1时,滑动变阻器与灯泡串联,因为小灯泡额定电流为0.5A,故电路中的最大电流为Imax=0.5A,因此电路消耗的最大功率为 Pmax=UImax=17V×0.5A=8.5W 当电压表示数为15V时,滑动变阻器阻值最大,因为串联,此时灯泡两端电压为 U L/=17V-15V=2V 由图乙可以知道此时电流为I L′=0.3A,所以 I2=I L′=0.3A 滑动变阻器接入的最大阻值为 R 2 ===50Ω 答:(1)灯泡的额定功率为3W; (2)R1的阻值17.5Ω;电源电压17V; (3)只闭合开关S1,在电路安全的情况下,电路消耗的最大功率8.5W;变阻器连入电路的最大阻值为50Ω。  
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如图所示电路,电源电压恒定不变,电阻R1=20Ω,当S2断开时,S1闭合时,电流表的示数为0.3A,当S1S2均闭合时,电流表的示数为0.5А,求:

(1)电源电压;

(2)电阻R2的阻值;

(3)电阻R2的电功率

 

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探究“电流与电阻的关系”。器材有:滑动变阻器、开关、电源(电压恒为9 V)各一个,电流表、电压表各一块,三个定值电阻(10 Ω15 Ω20 Ω),导线若干。

电压U/V

4

 

 

电阻R/Ω

20

15

10

电流I/A

0.20

0.80

0.40

 

(1)图甲是小明连接的实物电路,电路连接正确后,闭合开关前,滑片应置于______ (填“A”或“B”)端;

(2)闭合开关后,移动滑片,使与电阻(20 Ω)并联的电压表示数为4 V,读出电流表示数,再改接15 Ω的电阻,闭合开关后,滑动变阻器的滑片应向______移动,再接入10 Ω的电阻,重复上述实验,收集的实验数据如表所示;

(3)老师告诉小明有一组数据误差较大,便找来一个5 Ω的电阻让他再测一组数据,当他把5 Ω的电阻接入电路时,要使电压表示数仍为4V,实验不能继续进行,其原因是______。改变连接后,当电压表示数仍为4 V时,电流表示数为________A(如图乙所示)。综合分析数据可得结论:______

(4)上述实验中,小明使用的滑动变阻器的最大阻值不得小于______Ω

[拓展]实验后,小明要测量标有“6V”字样的小灯泡的额定功率,发现电流表已经损坏,于是小明又找来一个开关,再利用一个10Ω的定值电阻及原有实验部分器材,设计了如图所示的电路图。

①闭合S1,调节滑片使电压表示数为6V

②断开S1,使滑动变阻器连入电路的阻值______(选填“变大”、“变小”或“不变”),再闭合S2,此时电压表示数为5V

③小灯泡的额定功率P =______W

 

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小明在探究并联电路电流规律的实验中,如图甲是实验的电路图。

 

A处的电流/A

B处的电流/A

C处的电流/A

第一次测量

0.1

0.12

0.22

第二次测量

0.2

0.24

0.44

第三次测量

0.25

0.3

0.55

 

(1)在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,表的指针就发生了偏转,由此可知在连接电路时,小明忘了______

(2)小明先将电流表接A处,闭合开关后,观察到灯L2发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是:______

(3)他在测量B处电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是______;排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为______A

(4)在解决了以上问题后,将电流表分别接入ABC三点处,闭合开关,测出了一组电流并记录在表格中,立即得出了并联电路的电流规律。请指出他实验中存在的问题是______

(5)实验改进后,小明又测量了几组数据,如上表所示,因此,他得到并联电路的电流关系是______。(写出表达式,用IAIBIC表示)

 

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如图所示,(a)是某同学在做“比较不同液体吸热能力”的实验,(b)是该同学为了探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”,设计的实验电路:

(1)在图(a)中使用相同的电加热器给液体甲和乙加热,我们选择的是______相同的甲乙两种液体,通过比较______表示吸热的多少;

(2)在图(b)中,AB是电阻值______的电阻丝,里面盛有相同质量的______(以上两空均填“同种”或“不同”)液体,加热相同时间,通过比较______表示产生热量的多少,这种研究方法叫做______

 

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如图甲所示是小明常用的一个插线板,他在使用中发现,插线板的指示灯在开关断开时不发光,插孔不能提供工作电压;而在开关闭合时指示灯发光,插孔可以提供工作电压,如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能提供工作电压,根据上述现象,请在图乙中画出开关、指示灯和插孔的连接方式,并把接线板与电源线接通。

 

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