分析 (1)知道灯泡的额定电压和额定功率,根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$的变形公式求出灯泡L的电阻;
(2)若只闭合开关S1,当将滑动变阻器的滑片P 滑至A端和B端时,画出等效电路图,根据P=I2R求出I1与I2的比值;
(3)根据欧姆定律分别列式联立求出R1和R2的阻值,当所有开关都闭合或同时闭合开关S1和S3时,定值电阻R1的功率最大,进而求出电源电压,然后根欧姆定律求出电压表V2的示数.
解答 解:(1)由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得,灯泡L的电阻:
RL=$\frac{{U}_{额}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{(6V)^{2}}{12W}$=3Ω.
(2)若只闭合开关S1,将滑动变阻器的滑片P 滑至A端时,等效电路图如图甲所示,
若此时将滑动变阻器的滑片P滑至B 端,等效电路图如图乙所示:
由P=I2R得,R1两次消耗消耗的功率之比:
$\frac{{P}_{1}}{{P}_{1}^{′}}$=$\frac{{I}_{1}^{2}{R}_{1}}{{I}_{2}^{2}{R}_{1}}$=$\frac{{I}_{1}^{2}}{{I}_{2}^{2}}$=$\frac{9}{1}$,
解得:$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}$=$\frac{3}{1}$.
(3)由欧姆定律得,电压表V1两次的示数示数之比:
$\frac{{U}_{1}}{{U}_{1}^{′}}$=$\frac{{I}_{1}{R}_{1}}{{I}_{2}({R}_{1}+{R}_{2})}$=$\frac{1}{2}$,即$\frac{{R}_{1}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{1}{6}$,
解得:R2=5R1---①
又因为$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}$=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}+{R}_{L}}{{R}_{1}+{R}_{L}}$=$\frac{3}{1}$---②
联立①②可解得:R1=2Ω,R2=10Ω,
当所有开关都闭合或同时闭合开关S1和S3时,定值电阻R1的功率最大,
P最大=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$=18W,
解得:电源电压U=6V,
在图乙中,电路中的电流:
I2=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}+{R}_{L}}$=$\frac{6V}{2Ω+10Ω+3Ω}$=0.4A,
由欧姆定律得,电压表V2的示数:
U2=I2RL=0.4A×3Ω=1.2V.
答:(1)灯泡L的电阻为3Ω;
(2)I1与I2的比值为3;
(3)只闭合开关S1,将滑动变阻器的滑片P 滑至B端时,电压表V2的示数为1.2V.
点评 本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,分析电结构画出等效电路图是正确解题的前提,熟练应用串并联电路的特点及欧姆定律是正确解题的关键.
科目:初中物理 来源: 题型:解答题
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 并联一只20欧的电阻 | B. | 并联一只10欧的电阻 | ||
C. | 串联一只20欧的电阻 | D. | 串联一只10欧的电阻 |
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 前4分钟乙同学速度比甲同学速度大 | |
B. | 甲同学做匀速直线运动的速度是0.5m/s | |
C. | 在第8分钟末两人速度相等 | |
D. | 甲、乙同学相遇时距起点240m |
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科目:初中物理 来源: 题型:实验探究题
实验序号 | 电压表示数U/V | 电流表示数I/A | 小灯泡电功率P/W |
1 | 2.0 | ||
2 | 2.5 | 0.22 | 0.55 |
3 | 2.8 | 0.24 | 0.67 |
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 力的大小 | B. | 力的方向 | C. | 力的作用点 | D. | 物体的运动状态 |
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科目:初中物理 来源: 题型:多选题
A. | 温度为0℃的物体没有内能 | |
B. | 温度高的物体内能一定多 | |
C. | 物体的内能增加,它的温度一定升高 | |
D. | 一个物体温度升高,内能一定增加 |
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