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    精英家教网 > 初中物理 > 题目详情
    精英家教网如图所示的电路中，电源两端的电压保持不变．闭合开关S、S1，当滑片P移至滑动变阻器R2的A端时，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，电流表A的示数为I1，滑动变阻器R2消耗的电功率P2为2.6W．当只闭合开关S，将滑片P移至滑动变阻器R2的中点时，电压表V1的示数为U1′，电压表V2的示数为U2′，电流表A的示数为I2，电阻R1消耗的电功率为P1．闭合开关S、S1，当滑片P移至滑动变阻器R2的B端时，电流表A的示数为I3，电阻R3的电功率为P3．
    已知U1=3/5U1′，U2=3U2′．求：
    （1）电流I1与I2的比值；
    （2）电功率P1的大小；
    （3）电功率P3的大小．
    （4）此电路通过断开、闭合开关及移动滑动变阻器滑片P，电路所消耗的最小电功率Pmin．（请画出相关电路状态的等效电路图）
    分析：（1）先画出开关的闭合和断开、滑动变阻器处于不同位置时的等效电路图；根据串联电路的特点和欧姆定律求出图1和图2中通过R3的电流关系，从而求出电流I1与I2的比值．
    （2）因为电源电压不变，还知道U1=
    3
    5
    U1′，U2=3U2′，从而求出U1′与U2′的关系，U1、U2的关系，根据欧姆定律求出R2、R3的关系，进一步求出电阻R1两端的电压，已知滑动变阻器R2消耗的电功率，根据关系式求出电功率P1的大小．
    （3）闭合开关S、S1，当滑片P移至滑动变阻器R2的B端时，滑动变阻器接入电路电阻为0，电路中只有R3，两端电压为电源电压，闭合开关S、S1，当滑片P移至滑动变阻器R2的A端时，R3消两端的电压为电源电压的一半，根据公式P=
    U2
    R
     求出电功率P3的大小．
    （4）根据P=
    U2
    R
    可知当滑动变阻器处于最大阻值处且三电阻串联时，电路中的总电阻最大，电路所消耗的电功率最小，画出等效电路图，进一步利用串联电路的特点和电功率公式求出电路所消耗的最小电功率．
    解答：解：当P在A端，闭合S、S1时，等效电路如图1；当P在中点，闭合S、断开S1时，等效电路如图2；当P在B端，闭合S、S1时，等效电路如图3．
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    （1）由图1和图2可
    I1
    I2
    =
    U2
    R3
    U
    ′
    2
    R3
    =
    3U
    ′
    2
    R3
    U
    ′
    2
    R3
    =
    3
    1
    ①
    答：电流I1与I2的比值为3：1．
    （2）由题意可得：电源电压U=U1+U2=U1′+U2′
    又因为U1=
    3
    5
    U1′，U2=3U2′，
    所以U1′=5U2′，U1=U2，根据欧姆定律可知，R2=R3，
    当滑片P移至滑动变阻器R2的中点时，滑动变阻器两端的电压为电阻R3两端电压的一半，
    所以电阻R1两端的电压为UR1=U1+U2-U2′-
    U
    ′
    2
    2
    =2U1-
    3U
    ′
    2
    2
    =2U1-
    U2
    2
    =
    3
    2
    U1，
    电功率P1=UR1I2=
    3
    2
    U1×
    1
    3
    I1=
    1
    2
    U1I1=
    1
    2
    P2=
    1
    2
    ×2.6W=1.3W．
    答：电功率P1的大小为1.3W．
    （3）闭合开关S、S1，当滑片P移至滑动变阻器R2的A端时，R2=R3，滑动变阻器R2消耗的电功率等于R3消耗的电功率，
    R3消两端的电压为电源电压的一半，P2=
    (
    U
    2
    )2
    R3
    =2.6W，
    当闭合开关S、S1，当滑片P移至滑动变阻器R2的B端时，R3消两端的电压为电源电压，
    P3=
    U2
    R3
    =4P2=4×2.6W=10.4W．
    答：电功率P3的大小为10.4W．
    （4）当电路消耗的电功率最小时，电路中的总电阻最大，即P在A端，S闭合、S1断开，等效电路图如图4．
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    此时电路的最小电功率为：
    Pmin=
    U2
    R1+R2+R3
    ，
    ∵当P在A端，S、S1都闭合时：P2=I12R2=2.6W--------①，
    当只闭合开关S，将滑片P移至滑动变阻器R2的中点时：P1=I22R1=1.3W--------②，
    ①
    ②
    =
    I
    2
    1
    R2
    I
    2
    2
    R1
    =
    2
    1
    ，
    ∴
    R2
    R1
    =
    2
    9
    ，
    ∴R1=
    9
    2
    R2，
    ∴Pmin=
    U2
    R1+R2+R3
    =
    U2
    9
    2
    R    2    +R2+R2
    =
    U2
    20R2
    =
    1
    20
    P3=
    1
    20
    ×10.4W=1.6W．
    答：电路所消耗的最小电功率为1.6W．
    点评：本题目难度很大，需要学生先化简电路图，就开关断开闭合时画出合适的电路图，并且结合电功率公式及其相关的比例关系，利用数学知识解决相关知识点．
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    科目：初中物理 来源： 题型：

    在如图所示的电路中，用电压表、电流表测电阻Rx的阻值：
    （1）将实验电路补画完整．
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    （2）当滑片移到某一位置时，电压表、电流表的示数如图所示，则Rx的阻值为
     
    Ω；
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    （3）某同学在实验中，不小心将滑动变阻器损坏（不能使用）了，一时又找不到其他变阻器．如果不用滑动变阻器，可能对实验结果的影响是
     
    ．
    你能否利用身边的物品代替滑动变阻器完成该实验，说出你的做法：
     
    ．
    （4）在测出电阻值后，该同学继续实验--研究导体中电流跟电阻的关系（滑动变阻器完好）．他观察电表指针在某一合适的位置，取下Rx，换上另一较大电阻R0，下一步的操作是
     
    ，目的是
     
    ．

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    科目：初中物理 来源： 题型：

    （2013?顺义区一模）在如图所示的电路中，电源两端电压不变．当只闭合开关S1且滑动变阻器R3接入电路电阻值最大时，电压表的示数为3.6V，滑动变阻器消耗的电功率为1.44W，电阻R1消耗的电功率为P1．当只闭合开关S2且滑动变阻器R3的滑片P在中点时，电压表示数为4.5V，电阻R2消耗的电功率为P2．若P1：P2=8：15，则电阻R2在1min40s内所消耗的电能为
    270
    270
    J．

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    科目：初中物理 来源： 题型：

    如图所示的电路中，电源电压为12伏，S断开时，A2表的示数为0.3安；S闭合时，A2表的示数为0.4安，这时A1表的示数为
    0.4
    0.4
    安，L1中的电流为
    0
    0
    安，L1的电阻值为
    10
    10
    欧．

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    科目：初中物理 来源： 题型：

    精英家教网在如图所示的电路中，电源电压为20伏不变，当S闭合，滑动变阻器的滑片由左向右滑动时，三个电表示数的变化情况是（　　）

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    科目：初中物理 来源：2013年山东省临沂市高级中等学校招生考试物理 题型：013

    如图所示的电路中．电饭电压保持不变，闭合开关S后

    [　　]

    A．电压表的示数变大

    B．电流表的示数变大

    C．电路中的总电阻变大

    D．电路消耗的总功率变小

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