如圖所示,電源電壓恒定,R1=10Ω,滑動變阻器R2的最大阻值為20Ω,當S1、S2均斷開,滑片P置于最下端B點時.電流表的示數(shù)為0.6A,求:
(1)電源電壓;
(2)當S1、S2均斷開,滑片P置于最上端A點時,在5min內(nèi)通過R2的電流所產(chǎn)生的熱量;
(3)當S1、S2均閉合,滑片P在A、B兩端點間時,該電路所消耗的最小功率.

【答案】分析:(1)當S1、S2均斷開,滑片P置于最下端B點時,電路為R1的簡單電路,電流表測電路中的電流,根據(jù)歐姆定律求出電源的電壓;
(2)當S1、S2均斷開,滑片P置于最上端A點時,電阻R1與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián),根據(jù)電阻的串聯(lián)特點和歐姆定律求出電路中的電流,利用Q=I2Rt求出在5min內(nèi)通過R2的電流所產(chǎn)生的熱量;
(3)當S1、S2均閉合,滑片P在A、B兩端點間時,滑動變阻器的PA和PB部分電阻并聯(lián),根據(jù)電阻的并聯(lián)特點表示出電路中的總電阻,根據(jù)P=可知,要使電路中的電功率最小應(yīng)使電路中的總電阻最大,利用數(shù)學(xué)知識求出電路中的最大電阻即可得出答案.
解答:解:(1)當S1、S2均斷開,滑片P置于最下端B點時,電路為R1的簡單電路,電流表測電路中的電流,
根據(jù)歐姆定律可得,電源的電壓:
U=I1R1=0.6A×10Ω=6V;
(2)當S1、S2均斷開,滑片P置于最上端A點時,電阻R1與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián),
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
∴此時電路中的電流:
I===0.2A,
在5min內(nèi)通過R2的電流所產(chǎn)生的熱量:
Q2=I2R2t=(0.2A)2×20Ω×5×60s=240J;
(3)當S1、S2均閉合,滑片P在A、B兩端點間時,滑動變阻器的PA和PB部分電阻并聯(lián),
設(shè)RPA=R,則RPB=20Ω-R,
∵并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻的倒數(shù)之和,
∴R===(-R2+20R),
由二次函數(shù)的極值可知,
當R=-,即R=10Ω時,R最大,即R并max===5Ω,
該電路所消耗的最小功率:
Pmin===7.2W.
答:(1)電源電壓為6V;
(2)當S1、S2均斷開,滑片P置于最上端A點時,在5min內(nèi)通過R2的電流所產(chǎn)生的熱量為240J;
(3)當S1、S2均閉合,滑片P在A、B兩端點間時,該電路所消耗的最小功率為7.2W.
點評:本題考查了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點以及歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用,關(guān)鍵是開關(guān)閉合、斷開時電路連接方式的判斷和根據(jù)二次函數(shù)極值的判斷.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來源: 題型:

從2011年5月1日起,執(zhí)行酒駕重罰新規(guī)定.交警使用的某型號酒精測試儀的工作原理相當如圖所示,電源電壓恒為9V,傳感器電阻R2的電阻值隨酒精氣體濃度的增大而減小,當酒精氣體的濃度為0時,R2的電阻為80Ω.使用前要通過調(diào)零旋鈕(即滑動變阻器Rl的滑片)對測試儀進行凋零,此時電壓表的示數(shù)為8V.求:
(1)電壓表的示數(shù)為8V,電流表的示數(shù)為多少?
(2)電壓表的示數(shù)為8V時,滑動變阻器R1電阻是多少?
(3)電流表的示數(shù)為0.3A,此時電壓表的示數(shù)為多少?

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:

(2013?大港區(qū)二模)在科技小組活動中,小明設(shè)計了一個電子秤,他想用電壓表的讀數(shù)來反映物體質(zhì)量的大小,所用元件如圖所示,電源電壓恒為U,定值電阻的阻值為R0,滑動變阻器的總電阻為R,總長度為L,滑動觸頭固定在安放托盤的輕彈簧上并能隨輕彈簧一起自由滑動,對托盤每施加1N的壓力,彈簧的長度就會縮短△L,當托盤中不放物體時,電壓表的示數(shù)為零:當在托盤中放物體時,電壓表的示數(shù)與被測物體的質(zhì)量成正比.
(1)請按照上述要求將圖中的元件連成電路圖(元件位置不需移動,可以用折線連接).
(2)寫出電壓表的示數(shù)U與待測物體質(zhì)量m之間的關(guān)系式(用已知量符號表示)

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:

某同學(xué)在做“調(diào)節(jié)燈泡亮度”的電學(xué)實驗時,電路如圖所示,電源電壓恒為4.5V,電壓表量程“0~3V”,滑動變阻器規(guī)格“20Ω l A”,燈泡L標有“2.5V 1.25W”字樣(忽略燈絲電阻變化),在不損壞電路元件的情況下,下列判斷正確的是( �。�

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:

交警使用的某型號酒精測試儀的工作原理如圖所示,電源電壓恒為9V.圖中R1為酒精氣體傳感器,它的實質(zhì)是一個電阻值隨酒精氣體濃度增大而減小的可變電阻.當酒精氣體的濃度為0時,R1的阻值70Ω,電壓表的示數(shù)為2V.求:
(1)此時電路中的電流是多少?
(2)R2的阻值是多少?
(3)某駕駛員對著測試儀吹氣10s,若電壓表的示數(shù)達到5V,就表明駕駛員醉駕.此時酒精傳感器R1的阻值多大?

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,電源電壓恒為3V,知R1=12Ω,R2=6Ω.求:
1)當開關(guān)S斷開時電流表A的讀數(shù);
2)當開關(guān)S閉合時電流表A的讀數(shù).

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案