【題目】【2016·黔東南州卷】如圖所示,電源電壓為6V,R1為“40Ω,025A”滑動(dòng)變阻器,R2為“10Ω,05A”電阻,電壓表量程為0~3V。圖中虛線框內(nèi)接一只“20Ω,04A”電阻R(未畫出)。已知:①閉合S1和S3,斷開S2時(shí),調(diào)節(jié)R1使其接入電路的阻值為10Ω,此時(shí)電路消耗的電功率為12W;②斷開S3,閉合S1、S2,調(diào)節(jié)R1使其接入電路的阻值為6Ω,此時(shí)電壓表的示數(shù)為10V。

(1)在情形①中,求電路的總阻值;

(2)根據(jù)情形①和②,在圖中虛線框內(nèi)將R連入電路;

(3)當(dāng)閉合所有開關(guān)時(shí),為保證電路安全,求滑動(dòng)變阻器R1接入電路的阻值范圍。

【答案】(1)電路的總阻值為30Ω;

(2)

(3)滑動(dòng)變阻器R1接入電路的阻值范圍為4Ω~20Ω。

【解析】

(1)根據(jù)可得,在情形①中,電路的總阻值:(2)由情形①可知,電阻R應(yīng)與滑動(dòng)變阻器R1串聯(lián);由情景②可知,電阻R與R1和R2串聯(lián),所以虛線框內(nèi)的電路如圖所示:

(3)閉合所有開關(guān)時(shí),R2被短路,電阻R與滑動(dòng)變阻器R1串聯(lián),電壓表測(cè)R1兩端的電壓;

當(dāng)電路中的電流最大時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小,因?yàn)榇?lián)電路中各處的電流相等,且滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流為025A,電阻R允許通過的最大電流為04A,所以電路中的最大電流為025A,此時(shí)電路中的總電阻:,

滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值:Rmin= R'-R=24Ω-20Ω=4Ω;

當(dāng)電壓表的示數(shù)U=3V時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大,

因?yàn)榇?lián)電路中總電壓等于各部分電路兩端電壓之和,所以R兩端的電壓:UR=U–U=6V-3V=3V;

此時(shí)電路中的電流:

滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值:

故滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍為4Ω~20Ω.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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型號(hào)

HX﹣201504

額定電壓

220V

頻率

50Hz

額定功率

1210W

(1)該養(yǎng)生壺正常工作時(shí),面狀電阻的阻值多少?

(2)若壺內(nèi)裝有2L溫度為20的水,在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,將水燒開,此過程中水吸收的熱量是多少?[c=42×l03J/(kg),lL=1×10﹣3m3]

(3)小明關(guān)閉了家中的其他所有用電器,只用該壺在加熱過程中家用電能表(圖乙)的轉(zhuǎn)盤 5min內(nèi)轉(zhuǎn)了300轉(zhuǎn),此過程中養(yǎng)生壺消耗的電能和實(shí)際電功率各是多少?

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l電熱鍋在額定電壓下,處于“大火”加熱狀態(tài)時(shí),電路中的電流多大?

2電熱鍋在額定電壓下,處于“大火”加熱狀態(tài)15分鐘,消耗的電能是多少焦耳?

3電熱鍋在額定電壓下,處于“小火”燉煮狀態(tài)時(shí),電功率多大?

4為測(cè)量電熱鍋的實(shí)際電壓,將家中其它用電器全部關(guān)閉,電熱鍋在“大火”加熱狀態(tài)下,觀察到標(biāo)有“2000r/kW.h”字樣的電能表在6分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)了100轉(zhuǎn),電熱鍋的實(shí)際電壓是多少?

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(2)丙圖中陰影部分面積表示的物理量是

(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)閉合開關(guān),李明發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光,且電流表無(wú)示數(shù),而電壓表有示數(shù),則電路的故障可能是:

(4)故障排除后,閉合開關(guān),李明發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)為2V,若想測(cè)量小燈泡的額定電功率,應(yīng)再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P,使P向 移動(dòng)(選填“左”或“右”),當(dāng)電壓表的示數(shù)為25V時(shí),對(duì)應(yīng)電流表的示數(shù)如圖乙為 A,則小燈泡的額定電功率是 W.

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