14.某電源路端電壓U隨外電阻R變化的規(guī)律如圖乙所示,圖中U=12V的直線為圖線的漸近線,該電源允許通過最大電流為2A.將此電源和一個(gè)滑動(dòng)變阻器,接成如圖甲所示的電路.滑動(dòng)變阻器最大阻值為R0=22Ω,試求:
(1)電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r;
(2)A、B空載時(shí)輸出電壓的范圍;
(3)若要保證滑動(dòng)變阻器的滑片任意滑動(dòng)時(shí),干路電流不能超過2A,A、B兩端所接負(fù)載電阻至少多大.

分析 (1)根據(jù)乙圖知,當(dāng)R→∞時(shí),U=E=12V.當(dāng)U=6V時(shí),r=R;
(2)A、B空載時(shí)當(dāng)滑片滑至上端時(shí),輸出電壓最大,當(dāng)滑片滑至下端時(shí),輸出電壓為零,由歐姆定律和串并聯(lián)電路的特點(diǎn)求出輸出電壓的范圍;
(3)A、B兩端接某一負(fù)載電阻后,滑動(dòng)變阻器滑片移至上端時(shí),干路電流最大.根據(jù)歐姆定律得到干路電流與負(fù)載電阻的關(guān)系式,再根據(jù)條件:干路電流不能超過2A,求出負(fù)載電阻的最小值.

解答 解:(1)由乙圖可知,當(dāng)R→∞時(shí),U=E,則得電源的電動(dòng)勢(shì)為:E=12 V
而當(dāng)U=6V=$\frac{E}{2}$時(shí),應(yīng)有:r=R=2Ω.
(2)A、B空載時(shí),當(dāng)滑片滑至上端時(shí),UAB最大為:Umax=$\frac{{R}_{0}}{{R}_{0}+r}$E=11 V
當(dāng)滑片滑至下端時(shí),UAB為零
因此,A、B空載時(shí)輸出電壓范圍為0~11 V.
(3)A、B兩端接某一負(fù)載電阻后,滑動(dòng)變阻器滑片移至上端時(shí),干路電流最大.
此時(shí)I=$\frac{E}{{\frac{{{R_0}{R_x}}}{{{R_0}+{R_x}}}+r}}$
為了使電源不過載,應(yīng)保證I≤2 A
代入數(shù)據(jù)得Rx≥4.9Ω
即所接負(fù)載電阻最小值為4.9Ω.
答:(1)電源電動(dòng)勢(shì)E是12V,內(nèi)阻r是2Ω;
(2)A、B空載時(shí)輸出電壓的范圍是0~11 V;
(3)所接負(fù)載電阻最小值為4.9Ω.

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵要理解圖象的物理意義,抓住R→∞時(shí)U=E,求得電動(dòng)勢(shì),根據(jù)串聯(lián)的分壓特點(diǎn)求出電壓的輸出范圍.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

4.有一直流電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為4.4Ω,它和一盞標(biāo)有“110V,60W”的燈泡串聯(lián)后接在220V的電路兩端,燈泡正常發(fā)光,則(  )
A.電動(dòng)機(jī)的輸入功率為60WB.電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為60W
C.電動(dòng)機(jī)的輸出功率為60WD.電路的總功率為120W

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

5.佛山三中周一都會(huì)舉行升旗儀式,2015屆考入湖南大學(xué)的萬偉杰同學(xué)就是三中的一位優(yōu)秀升旗手,已知國歌從響起到結(jié)束的時(shí)間是48s,旗桿高度是19m,紅旗從離地面1m處開始升起.升旗手從國歌響起時(shí)開始升旗,若升旗時(shí)紅旗先向上做勻加速運(yùn)動(dòng),時(shí)間持續(xù)為4s,然后做勻速運(yùn)動(dòng),最后紅旗做勻減速運(yùn)動(dòng),減速時(shí)加速度大小是加速時(shí)加速度大小的2倍,國歌結(jié)束時(shí)紅旗恰好停在旗桿頂端.
試求:(1)升旗時(shí)紅旗的位移S和勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t3
(2)紅旗勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小v.
(3)使紅旗向上做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度的大小a.

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2.有一根細(xì)而均勻的中空柱狀導(dǎo)電材料樣品如圖a所示,截面為同心圓環(huán)如圖b所示,在樣品兩端面上有焊接良好的引出導(dǎo)線.樣品長約5cm,教師用多用電表的歐姆擋預(yù)測(cè)電阻時(shí),選擇開關(guān)置于“×10”倍率擋,其示數(shù)如圖c所示,已知這種材料的電阻率為ρ,因該樣品的內(nèi)徑太小,無法直接用長度測(cè)量工具測(cè)量.現(xiàn)提供下列實(shí)驗(yàn)器材:
A.20等分刻度的游標(biāo)卡尺
B.螺旋測(cè)微器
C.電流表A1(量程為50mA,內(nèi)阻r1=100Ω)
D.電流表A2(量程為3A,內(nèi)阻r2約為0.1Ω)
E.電壓表V1(量程為3V,內(nèi)阻r3約為10KΩ)
F.電壓表V2(量程為15V,內(nèi)阻r4約為90KΩ
G.滑動(dòng)變阻器R(0~10Ω,額定電流2A)
H.直流電源E(電動(dòng)勢(shì)12V,內(nèi)阻r約1Ω)
I.導(dǎo)電材料樣品Rx(長約5cm,電阻約為圖c測(cè)量值)
J.開關(guān)一只,導(dǎo)線若干.

不使用多用電表讀數(shù)情況下,請(qǐng)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)一個(gè)盡可能精確的測(cè)量該樣品內(nèi)徑d的實(shí)驗(yàn)方案,并回答問題:
①教師用多用電表預(yù)測(cè)的電阻值如圖c所示,約為180Ω
②用游標(biāo)卡尺測(cè)得該樣品的長度如圖d所示,其示數(shù)L=50.35mm;用螺旋測(cè)微器測(cè)得該樣品的外徑如圖e所示,其示數(shù)D=3.206mm.
③請(qǐng)選擇合適的儀器:電流表選A1電壓表應(yīng)選V2(填所選器材前標(biāo)號(hào)).
④在虛框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖.
⑤用ρ、L、D和測(cè)得量的符號(hào)來表示樣品的內(nèi)徑d=$\sqrt{{D}^{2}-\frac{4ρIL}{πU}}$,I為電流表讀數(shù)、U為伏特表讀數(shù).

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

9.一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)的電阻為R,額定電壓為U,額定電流為I,當(dāng)其正常工作時(shí),下述正確的是(  )
A.電動(dòng)機(jī)所消耗的電功率IUB.t秒內(nèi)所產(chǎn)生的電熱為IUt
C.t秒內(nèi)所產(chǎn)生的電熱為I2RtD.t秒內(nèi)所產(chǎn)生的機(jī)械能為IUt

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

19.質(zhì)量為m的物體始終靜止在傾角α的斜面上,將斜面沿水平面上勻速向右移動(dòng)距離L.如果斜面作用于m的彈力和摩擦力對(duì)m做功的大小分別為Wl和W2,則( 。
A.W1=0、W2=OB.W1=mgLsin2α、W2=mgLcos2α
C.Wl=mgLcos2α、W2=mgLsinαcosαD.Wl=mgLsinαcosα、W2=mgLsinαcosα

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

6.關(guān)于平拋運(yùn)動(dòng),下面說法正確的是(  )
A.平拋運(yùn)動(dòng)的水平射程只決定于初始位置的高低,而與拋出的速度無關(guān)
B.一定是加速度 a=g 的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)
C.平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的勻速運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)
D.平拋運(yùn)動(dòng)的落地時(shí)間與初速度的大小無關(guān),而落地時(shí)的水平位移與拋出點(diǎn)的高度有關(guān)
E.平拋運(yùn)動(dòng)的加速度方向始終與速度方向垂直
F.平拋運(yùn)動(dòng)的速度大小可以用v=v0+at代入vo、g、t數(shù)值計(jì)算

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

13.用接在50Hz 交流電源上的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,測(cè)定小車速度,某次實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶,如下圖所示,從比較清晰的點(diǎn)起,每五個(gè)打印點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),分別得到了O、A、B、C、D等幾個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),則相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1s.用刻度尺量得OA=1.50cm,AB=1.90cm,BC=2.30cm,CD=2.70cm.由此可知,打C點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為0.25m/s,小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為0.40m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

14.用電流表和電壓表測(cè)定三節(jié)干電池串聯(lián)組成的電池組(電動(dòng)勢(shì)約為4.5V,內(nèi)電阻小于1Ω)的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,除了待測(cè)電池組,開關(guān),導(dǎo)線外,還有下列器材供選用;
A電流表:量程0.6A,內(nèi)電阻約為1Ω
B電流表:量程3A,內(nèi)電阻約為0.2Ω
C電壓表:量程3V,內(nèi)電阻約為30kΩ
D電壓表:量程6V,內(nèi)電阻約為60kΩ
E滑動(dòng)變阻器:0-1000Ω
F滑動(dòng)變阻器:0-40Ω
①為了使測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確,電流表應(yīng)選用A,電壓表選用D,滑動(dòng)變阻器選用F(均填儀器前的字母代號(hào))
②為了使測(cè)量誤差盡量小,完成實(shí)物圖連接.

③實(shí)驗(yàn)中測(cè)量出如下6組數(shù)據(jù),根據(jù)表格數(shù)據(jù)在U-I圖中描點(diǎn)、連線
組別123456
U(V)4.354.304.254.204.154.10
I(A)0.110.210.300.390.510.60
④從圖象中可知電動(dòng)勢(shì)E=4.40V,內(nèi)電阻r=0.50Ω(結(jié)果均保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位)

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