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9.如图甲所示的电路,电源电压保持不变,R0为定值电阻.当滑动变阻器的滑片移动时,滑动变阻器的电功率P1随其接入电路的阻值R1的变化图象如图乙所示.求:

(1)当电压表的示数为4V,电流表的示数为2A时,滑动变阻器接入电路的阻值和它在1min内消耗的电能;
(2)当滑动变阻器的电功率P1最大时,电流表和电压表的示数;
(3)R0的阻值.

分析 (1)分析电路的连接,根据欧姆定律求滑动变阻器接入电路的阻值;根据图2知变阻器对应阻值的功率,根据W1=P1t求它在1min内消耗的电能;
(2)由P1~R1图可知,当滑动变阻器的电功率P1最大时R1的大小;
根据P=I2R求电流表示数;根据欧姆定律的变形公求电压表的示数:
(3)根据在上面两种情况下,由欧姆定律和串联电路电压的规律列方程组求解R0的阻值.

解答 解:由电路图可知,R0与R1串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流;
(1)当电压表的示数为U1=4V,电流表的示数为I1=2A时,根据欧姆定律I=$\frac{U}{R}$,滑动变阻器接入电路的阻值:
R1'=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}=\frac{4V}{2A}$=2Ω,
由图乙知,对应的功率为P1=8W,
滑动变阻器在1min内消耗的电能:
W1=P1t=8W×160s=480J;
(2)由P1~R1图可知,当滑动变阻器的电功率P1最大时,P1mix=9W,此时,R1=4Ω;
根据P=I2R,电流表示数:
I=$\sqrt{\frac{{P}_{1max}}{{R}_{1}}}$=$\sqrt{\frac{9W}{4Ω}}$=1.5A
根据欧姆定律的变形公式,电压表的示数:
U=R1I=4Ω×1.5A=6V;
(3)根据I=U/R可得:
当U1=4V,电流表的示数为I0=I1=2A时,根据欧姆定律和串联电路电压的规律有:
U电源=U1+U0
U电源=4V+2R0------①
当滑动变阻器的电功率P1最大时,U=6V,电流表的示数为I0=I=1.5A时,根据欧姆定律和串联电路电压的规律有:
U电源=6V+1.5R0--------②
解①②式可得:R0=4Ω.
答:(1)滑动变阻器接入电路的阻值为2Ω和它在1min内消耗的电能为480J;
(2)当滑动变阻器的电功率P1最大时,电流表的示数为1.5A和电压表的示数为6V;
(3)R0的阻值为4Ω.

点评 本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用.关键是注意开关闭合、断开时电路连接方式的辨别,从图中获取有效的信息.

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19.如图甲所示是“探究物质熔化的特点”的装置,实验测得数据如下表:
加热时间/min012345678910
物质的温度/℃-2-1000002468
(1)由数据可知:该物质是晶体(选填“晶体”或“非晶体”),其熔点为:0℃.
(2)在读取温度计的示数时,图乙中读数方法正确的是B(选填“A”、“B”或“C”)
(3)物质在熔化过程中不断吸热,温度不变,内能增加(选填“增加”、“减少”或“不变”)
(4)实验收集多组数据是为了寻找普遍规律(选填“寻找普遍规律”或“减小实验误差”)

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B.
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C.
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D.
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