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某同学在做电学实验时,组装了如图所示的电路,定值电阻的阻值为R0.闭合开关,在滑...

某同学在做电学实验时,组装了如图所示的电路,定值电阻的阻值为R0.闭合开关,在滑动变阻器滑片PA端移到B端的全过程中,电路中部分物理量的变化规律如图所示。其中图2甲是表示电压表与电流表的关系图像,图2乙是表示滑动变阻器消耗的电能占电路消耗总电能的百分比与变阻器接入电路电阻的关系图像。求:

(1)电源电压。

(2)滑动变阻器接入电路的最大电阻值。

(3)2甲中经过a点的两条虚线与坐标轴所围面积表示什么物理量?大小是多少?

 

(1)I0R0;(2)1.5R0;(3)滑动变阻器接入阻值最大时消耗的电功率;0.24R0 【解析】 【解析】 (1)根据电路图可知,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路电流 当滑动变阻器接入电路的阻值为0时,电压表示数为0,此时电路为R0的简单电路 根据U-I图像,此时电路电流为I0 故电源电压U=I0R0 (2)根据图2乙可知,滑动变阻器接入阻值最大时,消耗的电能占电路消耗总电能的百分比为60%,即PR=60%P总 根据P=I2R,有I2R=0.6I2(R0+R) R=1.5R0 (3)由图2甲可知,横轴表示电流,纵轴表示电压 a点对应的电压最大,即a点为滑动变阻器接入电路的阻值最大时的电流表与电压表的示数 故经过a点的两条虚线与坐标轴围成的面积S=UI,即表示滑动变阻器接入阻值最大时消耗的电功率 此时电路电流I=== 此时PR=I2R=()2×1.5R0=0.24IR0  
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考点分析:
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如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻的阻值R0为已知。闭合开关S,使滑动变阻器的滑片由一端滑向另一端,依次测出变阻器上的滑片在abcd四个位置(ad为变阻器上的两端点)时电压表和电流表的示数,并将四组数据在UI图中描点、连线,形成图乙所示的线段ad.图中记下了滑片在a端时的电压为U0,在d端时电流为I0.请解答下列问题:

(1)说明电阻R0的作用;

(2)分析说明ad各是滑动变阻器的哪一端?

(3)求出滑动变阻器的最大阻值(用字母表示)。

 

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小聪使用两只电流表和一只定值电阻R(阻值已知),利用如图所示电路也完成了测量,实验过程如下:闭合开关,移动滑片,使电流表的示数I1______,此时小灯泡正常发光,读出电流表的示数为I,小灯泡正常发光时的功率为P______。(用已知量和测量量表示)

 

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小聪向老师借了一只定值电阻R(阻值已知),设计了如图所示的电路测量小灯泡的额定功率,实验过程如下:①先闭合开关SS1,调节滑动变阻器,当电流表的示数为______时,小灯泡正常发光;②将______,读出电流表的示数为I;③计算小灯泡的额定功率P______。(用已知量和测量量表示)

 

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小聪利用一最大阻值为R0的滑动变阻器,设计如图所示的电路也完成了该实验,实验过程如下:①闭合开关,使R2(最大阻值为R0)的滑片移动到最左端,调节R1的滑片使电压表示数为______V;②______,读出并记录电压表的示数U;③计算小灯泡的额定功率P______。(用已知量和测量量表示)

 

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在实验时,电流表出现了故障不能使用,小聪向老师借了一只定值电阻R(阻值已知),设计了如图所示的电路,继续测量小灯泡的额定功率,实验过程如下:①闭合开关,移动滑片使电压表示数为______V;②断开开关,保持滑片位置不变,将电压表接到______两端,读出电压表的示数为U;③计算小灯泡的额定电功率P______。(用已知量和测量量表示)

 

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