如图所示的电路中,电源电压和小灯泡的阻值均保持不变.电流表的量程为0﹣3A,灯泡L1的电阻R1=10Ω.请画出该题的各个等效电路图.
(1)只闭合开关S1,S4时,电流表的示数为1A.当将滑动变阻器拨至中点时,再将S2闭合时,电流表的示数为1.5A,则在不损坏电流表的情况下,滑动变阻器可以消耗的最大功率与最小功率之比为多少?
(2)只闭合S3时,电路消耗的最大功率为P1;只闭合S4,S5时,电路消耗的最小功率为P2;只闭合S2,S3,S5时,电路消耗的最小功率为P3.已知P1:P2:P3=42:35:30,则R2,R3的阻值各为多少?
解:(1)只闭合开关S1,S4时,等效电路图如图1所示:
根据欧姆定律可得,电源的电压:
U=U1=I1R1=1A×10Ω=10V;
当将滑动变阻器拨至中点时,再将S2闭合时,等效电路图如图2所示:
∵并联电路中各支路独立工作、互不影响,
∴此时通过灯泡L1的电流不变,
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
∴通过R4的电流:
I4=I﹣I1=1.5A﹣1A=0.5A,
∵并联电路中各支路两端的电压相等,
∴R4===20Ω,
滑动变阻器的最大阻值:
R4=2×20Ω=40Ω,
当滑片位于最右端时,滑动变阻器消耗的电功率最小,
P4min===2.5W,
当电流表的示数为3A时,滑动变阻器消耗的电功率最大,
此时通过滑动变阻器的电流:
I4′=I′﹣I1=3A﹣1A=2A,
P4max=UI4′=10V×2A=20W,
∴==;
(2)只闭合S3且电路消耗的功率最大时,等效电路图如图3所示:
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴P1=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
只闭合S4,S5且电路消耗的功率最小时,等效电路图如图4所示:
P2=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
只闭合S2,S3,S5且电路消耗的功率最小时,等效电路图如图5所示:
P3=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
∵P1:P2:P3=42:35:30,
∴===,即5R4=R2+6R3﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
===,即5R4=7R2+2R3﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤
由④⑤两式可得:R2=20Ω,R3=30Ω.
答:(1)在不损坏电流表的情况下,滑动变阻器可以消耗的最大功率与最小功率之比为8:1;
(2)R2和R3的阻值分别为20Ω、30Ω.
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下列说法中,属于增大摩擦的是( )
A. 气垫船利用气垫,可以高速行驶
B. 拉链拉不动时,可在拉链上抹一点石蜡,就容易拉了
C. 搬运笨重货箱时,可在箱底垫几根圆木,就容易推动了
D. 汽车失事,马路上流满了油,在路面上撒些沙子成煤渣,确保安全
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在测量小石块密度的实验中,
(1)如图甲所示,小明在使用天平过程中的错误是: .
(2)小明纠正错误后继续实验,天平平衡时,右盘中所加砝码和游码的位置如图乙所示,则小石块的质量为 g.把小石块放入装有10mL水的量筒中,量筒内液面的位置如图丙所示,则小石块的密度是 kg/m3.
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如图所示,是某电器内部的电路结构图,R1、R2为阻值相同的电热丝,不同的连接方式及其发热功率不同.下列说法正确的是( )
A. 甲的发热功率与丙的发热功率相等
B. 丁的发热功率是丙的发热功率的2倍
C. 丙的发热功率是乙的发热功率的2倍
D. 丁的发热功率是乙的发热功率的4倍
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如表所示,是某家庭电热饮水机说明书的﹣些数据,用时13min将1L的水在一个标准大气压下从20℃加热到沸腾.(ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃))
热水箱容量 | 1L | 加热时功率 | 500W |
额定电压 | 220V | 保温时功率 | 50W |
求在这一过程中:
(1)电热饮水机工作时的最大电流;
(2)在加热过程中,电热饮水机消耗的电能;
(3)在加热过程中,电热饮水机中水吸收的热量.
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关于信息、能源和材料,下列说法正确的是
A.利用声波和电磁波传递信息时都需要介质
B.核能和化学能源均属于不可再生能源
C.光纤通信利用电信号传递信息
D.光伏电池和DVD光碟都应用了磁性材料
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如图5所示,升降机以1m/s的速度匀速上升时,升降机对人的支持力为500 N.下列说法正确的是
A. 升降机静止在十楼时对人的支持力小于500 N
B. 升降机以1.5 m /s速度匀速上升时对人的支持力大于500 N
C. 升降机以2m/s速度匀速下降时对人的支持力等于500 N
D. 升降机以1 m /s速度匀速下降时对人的支持力小于500 N
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甲和乙两灯的额定电压均为6V,如图9是甲、乙两灯的电流随其两端电压变化的曲线。现将两灯串联后接在某一电路中,要使其中一个灯泡正常发光,并保证电路安全,电路的工作电流应为 A,电源电压最大为 V。
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在学习物理学的过程中,经常会用到一些科学研究方法。下列事例中运用相同科学研究方法的是
(1)探究导体中电流与电压的关系 (2)探究串联电路中电流的规律
(3)探究串联电路中电阻的规律 (4)探究导体电阻大小与长度的关系
A.(1)与(4) B.(2)与(4)
C.(2)与(3) D.(1)与(3)
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