精英家教网 > 初中物理 > 题目详情

【题目】如图甲所示的电路,电源电压保持不变.小灯泡L标有“4V,1.6W”字样,滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω,定值电阻R2=20Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V.请画出该题的各个等效电路图.求:
①小灯泡正工作时的电阻是多少?
②只闭合开关S、S2和S3 , 移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时,R2消耗的电功率为1.25W.此时滑动变阻器R1接入电路中的阻值是多少?
③只闭合开关S和S1 , 移动滑动变阻器R1的滑片P,小灯泡L的I﹣U图象如图乙所示,在保证各元件安全工作的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围是多少?

【答案】解:①小灯泡正常发光时两端的电压UL=4V,由图乙可知通过灯泡的电流IL=0.4A, 由I= 可得,小灯泡正工作时的电阻:
RL= = =10Ω;
②闭合开关S、S2和S3时,等效电路图如下图所示:

因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由P= 可得,电源的电压:
U= = =5V,
由I= 可得,电路中的总电阻:
R= = =10Ω,
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以, = + ,即 = +
解得:R2=20Ω;
③只闭合开关S和S1时,等效电路图下图所示:

因串联电路中各处的电流相等,且灯泡正常发光时的电流为0.4A,电流表的量程为0~0.6A,
所以,电路中的最大电流I=0.4A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
此时电路中的总电阻:
R′= = =12.5Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:
R1=R′﹣RL=12.5Ω﹣10Ω=2.5Ω,
当电压表的示数U1=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,灯泡两端的电压:
UL′=U﹣U1=5V﹣3V=2V,
由图象可知,通过灯泡的电流即电路中的电流I=0.25A,
则滑动变阻器接入电路中的最大阻值:
R1= = =12Ω,
所以,滑动变阻器R1允许的取值范围是2.5Ω~12Ω.
答:①小灯泡正工作时的电阻是10Ω;②只闭合开关S、S2和S3 , 移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时,滑动变阻器R1接入电路中的阻值是20Ω;③只闭合开关S和S1 , 移动滑动变阻器R1的滑片P,在保证各元件安全工作的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围是2.5Ω~12Ω.
【解析】①小灯泡正工作时的电压和额定电压相等,根据图乙可知通过灯泡的电流,根据欧姆定律求出电阻;②只闭合开关S、S2和S3时,R1与R2并联,电流表测干路电流,根据并联电路的电压特点和P= 表示出R2消耗的电功率求出电源的电压,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的并联求出滑动变阻器R1接入电路中的阻值;③只闭合开关S和S1时,R1与L串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,比较电流表的量程和灯泡正常发光时的电流确定电路中的最大电流,此时变阻器接入电路中的电阻最小,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出变阻器接入电路中的最小阻值;当电压表的示数最大时变阻器接入电路中的电阻最大,根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压,根据图象读出通过灯泡的电流即为电路中的电流,再根据欧姆定律求出变阻器接入电路中的电阻,然后得出滑动变阻器R1允许的取值范围.本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的应用,分清电路的连接方式和滑动变阻器接入电路中最大、最小阻值的确定是关键,要注意灯泡的电阻是变化的.

练习册系列答案
相关习题

科目:初中物理 来源: 题型:

【题目】在学习“运动和力的关系”时,我们曾追随着物理学家的足迹,设计过这样的“斜面”实验:
(1)如图所示,让小车从斜面滑下后沿水平面运动,是为了使小车在水平面运动时,竖直方向上受到的力和力相平衡,相当于小车只受水平方向上的摩擦力.
(2)每次都让小车从同一斜面的位置由静止开始滑下,是为了使小车在滑到底端时具有相同的速度.
(3)减小图中水平面的粗糙程度,比较小车在不同表面滑行的最大距离,可以得出:在初速度相同的条件下,水平面越光滑,小车受到的摩擦力越 , 小车运动的越
(4)进一步推理可知,若水平面绝对光滑,则小车会在水平面上做运动.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示变阻器,当滑片P向左移动时,连入电路的电阻变大的是(
A.
B.
C.
D.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:

【题目】根据表格中数据,下列说法正确的是( )
表一

物质

密度/(kgm3

长1m,横截面积1mm2的导线在20℃时的电阻值/Ω

8.9×103

0.017

7.9×103

0.096

2.7×103

0.027

表二

车型

在平直高速公路上安全行驶的最高速度/(kmh1

夏利

100

捷达

120

桑塔纳

120


A.将体积相同的铁块和铜块分别放在已调好的天平左、右托盘中,指针偏向分度盘右侧
B. 匀速提升体积相同的铁块和铝块,拉力所做的功W与提升高度h的关系图象如图,则图线a表示的是铁块
C.横截面积相同的铜线和铝线,在电阻相等时铝线较长
D.在平直高速公路上,夏利和捷达轿车按照表二中的速度匀速行驶相同的时间,若牵引力的功率之比为2:3,则牵引力之比为4:5

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:

【题目】回顾实验和探究(请将下列实验报告中的空缺部分填写完整):
(1)探究磁场对电流的作用:

过程

如图,闭合开关,导体ab向右运动,说明通电导体在磁场中受到的作用.据此原理可以制成

问题讨论

为使实验现象更明显,若把导体换用轻质塑料棒,实验(填“能”或“不能”)成功,因为


(2)探究电流与电压的关系:

电路

请将实物电路连接完整

表格

第3次实验中电压表的示数如图,请读出丙填在表格中.

R=10Ω

次数

1

2

3

U/V

1.2

2.0

I/A

0.12

0.20

0.26

结论

时,导体中的电流与导体两端的电压成正比.

问题讨论

为实验多次测量,若没有滑动变阻器,还可以通过 来改变定值电阻两端的电压.此实验方案的不足之处是

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:

【题目】问题解决﹣﹣制作电子拉力计: 现有如下器材:
一个电压恒为12V的电源;一个阻值为20Ω的定值电阻R0;一个量程为0~0.6A的电流表;一个开关;若干导线;一根长为8cm、阻值为40Ω的均匀电阻丝R1(它的阻值与其长度成正比);一根轻质弹簧,一端可以固定,另一端和金属滑片P固定在一起(P与R1间的摩擦不计),它的伸长量与受到的拉力关系图象如图乙所示.

(1)请利用上述器材制作电子拉力计,在图甲所示方框中画出设计的电路图.
(2)请推导出拉力F与电流表示数I的关系式,并在图丙所示的电流表表盘上标出拉力为0N,20N,40N对应的刻度值.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示是跳水运动员跳板跳水时的情景,跳板跳水运动有起跳、腾空、落水几个阶段,若不计空气阻力,从腾空到落水的过程中(  )
A.动能增加,机械能增加
B.重力势能减小,机械能减少
C.动能先减小后增大,机械能不变
D.重力势能先减少后增大,机械能不变

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:

【题目】在“电阻一定时,探究电流与电压关系”的实验中,小红把定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和电源连成如图甲所示的电路.正准备实验时,同组的小明检査发现,电路连接有错误,他改接了一根导线,使电路连接正确.
(1)请你把接错的那一根导线找出来并打上“×”,再画出正确的电路连接.
(2)电路改正后,小明通过实验得到的数据如表:

实验次数

1

2

3

4

5

电压U(V)

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

电流I(A)

0.08

0.15

0.23

0.40

0.38

请你在图乙的方格中建立有关坐标轴并确定标度,利用表中的数据在坐标系中描点绘线.
(3)分析归纳,你有什么发现?写出你的发现.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示为一种自制简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的,用它来测量液体密度时,应将密度计__在被测液体中(选填悬浮漂浮下沉).现将其先后放入装有不同液体的甲乙两个烧杯中密度分别为ρ1ρ2,可以判断:ρ1____ρ2.若该密度计两次测量中排开液体的质量分别为m1m2,则m1____m2.(后两空选填“<”“=”“>”).答案:漂浮 < =

查看答案和解析>>

同步练习册答案