分析 (1)知道燈泡的額定電壓和額定功率,根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出小燈泡的電阻;
(2)當S1、S2均閉合,滑片滑在R0最右端時,燈泡與R0的最大阻值并聯(lián),此時燈泡兩端的電壓和額定電壓相等,根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出小燈泡L在1min內(nèi)消耗的電能;
(3)當S1、S2均閉合,滑片滑到R0的中點時,燈泡與R0的阻值的一半并聯(lián)后與剩余一半R0的阻值串聯(lián),根據(jù)電阻的串聯(lián)和并聯(lián)求出電路中的總電阻,利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出整個電路消耗的電功率;
(4)當S1閉合、S2斷開時,燈泡與R0串聯(lián),根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律表示出電路中的電流,根據(jù)P=I2R表示出R0的電功率,根據(jù)數(shù)學知識判斷R0消耗的功率最大時的阻值,進一步求出最大功率.
解答 解:(1)由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得,小燈泡的電阻:
RL=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{(6V)^{2}}{3W}$=12Ω;
(2)當S1、S2均閉合,滑片滑在R0最右端時,燈泡與R0的最大阻值并聯(lián),
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,
所以,此時燈泡兩端的電壓為6V,則燈泡的實際功率為3W,
由P=$\frac{W}{t}$可得,小燈泡L在1min內(nèi)消耗的電能:
W=PLt=3W×60s=180;
(3)當S1、S2均閉合,滑片滑到R0的中點時,燈泡與R0的阻值的一半并聯(lián)后與剩余一半R0的阻值串聯(lián),
因并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和,串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
所以,電路中的總電阻:
R=$\frac{{R}_{L}×\frac{{R}_{0}}{2}}{{R}_{L}+\frac{{R}_{0}}{2}}$+$\frac{{R}_{0}}{2}$=$\frac{12Ω×\frac{24Ω}{2}}{12Ω+\frac{24Ω}{2}}$+$\frac{24Ω}{2}$=18Ω,
整個電路消耗的電功率:
P=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{(6V)^{2}}{18Ω}$=2W;
(4)當S1閉合、S2斷開時,燈泡與變阻器接入電路中的電阻R1串聯(lián),
則電路中的電流:
I=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{1}}$,
變阻器消耗的電功率:
P1=I2R1=($\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{1}}$)2R1=$\frac{{U}^{2}}{\frac{({R}_{L}+{R}_{1})^{2}}{{R}_{1}}}$=$\frac{{U}^{2}}{\frac{{{R}_{L}}^{2}+2{R}_{L}{R}_{1}+{{R}_{1}}^{2}}{{R}_{1}}}$=$\frac{{U}^{2}}{\frac{{{R}_{L}}^{2}-2{R}_{L}{R}_{1}+{{R}_{1}}^{2}+4{R}_{L}{R}_{1}}{{R}_{1}}}$=$\frac{{U}^{2}}{\frac{({R}_{L}-{R}_{1})^{2}}{{R}_{1}}+4{R}_{L}}$,
當R1=RL=12Ω時,變阻器消耗的電功率最大,
P1大=$\frac{{U}^{2}}{4{R}_{L}}$=$\frac{(6V)^{2}}{4×12Ω}$=0.75W.
答:(1)小燈泡L的電阻為12Ω;
(2)當S1、S2均閉合,滑片滑在R0最右端時,小燈泡L在1min內(nèi)消耗的電能為180J;
(3)當S1、S2均閉合,滑片滑到R0的中點時,整個電路消耗的電功率是2W;
(4)當S1閉合、S2斷開,R0的連入阻值為12Ω時R0消耗的功率最大,最大為0.75W.
點評 本題考查了串并聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式、電功公式的應用,分清電路的連接方式、會變形等式是解決問題的關系.
科目:初中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 通過燈Ll的電流 | B. | 通過燈L2的電流 | ||
C. | 通過燈L1和燈L2的電流之和 | D. | 通過燈L1和燈L2的電流之差 |
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科目:初中物理 來源: 題型:解答題
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科目:初中物理 來源: 題型:解答題
實驗步驟 | ①當導體不動時,電流表的指針不偏轉,說明電路中無電流.![]() ②當導體向左或向右運動時,電流表的指針偏轉(填“偏轉”或“不偏轉”),說明電路中有(填“有”或“無”)電流.③當導體向上或者向下運動時,電流表的指針不偏轉(填“偏轉”或“不偏轉”),說明電路中無(填“有”或“無”)電流. |
應用 | 此現(xiàn)象中,機械能能轉化為電能;由此實驗現(xiàn)象制成了發(fā)電機. |
裝置圖 | ![]() |
實驗 步驟 | 將滑片P左移,電流表示數(shù)變小,彈簧C越來越短. 保持電流表示數(shù)不變,換用電磁鐵B,發(fā)現(xiàn)彈簧變長.這里運用的是轉換 法. |
結論 | 電磁鐵的磁性強弱與線圈匝數(shù) 和電流大小有關. |
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科目:初中物理 來源: 題型:解答題
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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 電流表變化范圍是0~0.5 A | B. | 滑動變阻器的電阻范圍是2.5~20Ω | ||
C. | 燈泡的最小功率是0.162 W | D. | 該電路的最大功率為2.7 W |
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