精英家教网 > 初中物理 > 题目详情
10.如图甲是某校物理社团为检测一传感器设计的电路图,传感器可看作一个定值电阻,其阻止为3Ω,电源电压保持不变,闭合开关前,滑动变阻器R的滑片P在最左端;闭合开关后,由于滑动变阻器某处发生断路;滑片P向右滑过一段距离后,由于滑动变阻器某处发生断路;滑片P向右滑过一段距离后电流表才有示数,电压表示数Ue与滑片P到最左端的距离x的关系如图乙所示,求:

(1)电源电压多大?电路刚接通时,滑动变阻器的滑片P向右滑动的距离是多少?
(2)滑片P向右滑动4cm时,传感器恰好正常工作,传感器的额定功率是多少?
(3)已知滑动变阻器的阻值与滑动的距离成正比,若滑动变阻器电阻丝没有断路,其最大电阻值是多少?
(4)传感器的功率超过1.08W就会失去作用,为保证传感器能发挥作用,滑动变阻器接入电路中的电阻值最小是多少?

分析 (1)从图象上可以看出断点的位置和电源电压的大小;
(2)当滑片P向右滑动4cm时,电压表测量滑动变阻器两端的电压,从图象上可看出此时电压表示数,由于滑动变阻器与电阻串联,根据串联电路电压的规律求出传感器两端的电压,根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出额定功率;
(3)由图乙读出当x=4cm和x=10cm时滑动变阻器两端的电压、电流,根据欧姆定律求出接入电路的电阻,进一步得出滑片P每滑动1cm的阻值变化;先根据题意求出该滑动变阻器电阻丝没有断路时的总阻值;当滑动变阻器的最大阻值与R串联时电路中的电流最小,利用电阻的串联和欧姆定律求出电路中最小电流.
(4)根据传感器的功率利用P=I2R求出电路最大电流,根据欧姆定律可求出电路总电阻,然后减去传感器的电阻,就是滑动变阻器的最小电阻.

解答 解:
(1)由于滑动变阻器某处发生断路,电压表测量电源电压.
根据图象可知:电源电压U=4.5V,断点位置在x=3cm处,即滑动变阻器的滑片P向右滑动的距离是3cm;
(2)当滑片P向右滑动4cm时,电压表测量滑动变阻器两端的电压,从图象上可看出此时电压表示数为3V,滑动变阻器与电阻串联,由串联电路中总电压等于各分电压之和可知:
传感器两端的电压U传感器=U-U1=4.5V-3V=1.5V,
由传感器恰好正常工作,则传感器的额定功率P=P传感器=$\frac{{U}_{传感器}^{2}}{{R}_{传感器}}$=$\frac{(1.5V)^{2}}{3Ω}$=0.75W.
(3)当x=4cm时,设滑动变阻器接入电路中的电阻为R1,由传感器恰好正常工作可知:
电流为I=$\frac{{U}_{传感器}}{{R}_{传感器}}$=$\frac{1.5V}{3Ω}$=0.5A,
由欧姆定律得:R1=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{\;}}$=$\frac{3V}{0.5A}$=6Ω;
当x=10cm时,该滑动变阻器连入电路的电阻值为0,则说明该滑动变阻器的长度为10cm,所以从断点处滑片P向右滑动的过程中,该滑动变阻器滑片P每滑动1cm的阻值变化是1Ω,
该滑动变阻器没有断路时的总电阻值R=10cm×1Ω/cm=10Ω.
(4)由于传感器的功率超过1.08W就会失去作用,则根据P=I2R可得:
电路的最大电流I最大=$\sqrt{\frac{{P}_{最大}}{{R}_{传感器}}}$=$\sqrt{\frac{1.08W}{3Ω}}$=0.6A,
由欧姆定律得:电路中的最大总电阻:R=$\frac{U}{{I}_{最大}}$=$\frac{4.5V}{0.6A}$=7.5Ω,
所以滑阻最小阻值为:R=R-R传感器=7.5Ω-3Ω=4.5Ω.
答:(1)电源电压为4.5V;电路刚接通时,滑动变阻器的滑片P向右滑动的距离是3cm;
(2)滑片P向右滑动4cm时,传感器恰好正常工作,传感器的额定功率是0.75W.
(3)若滑动变阻器电阻丝没有断路,其最大电阻值是10Ω.
(4)为保证传感器能发挥作用,滑动变阻器接入电路中的电阻值最小是4.5Ω.

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活运用,关键是会分析图象得出x=4cm时连入电路的电阻值的长度.

练习册系列答案
相关习题

科目:初中物理 来源: 题型:解答题

9.有两个电阻一电阻值为3R0,另一个电阻阻值为R0,可以自由组合连接在电压均为U的电路中,请你求出自由连接组合后最大电路总功率和最小电路总功率.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:填空题

10.空气热源型热泵热水器是利用空气作为低温物质,通过介质(工作物质)吸收空气中的热能,再利用热泵技术(类似电冰箱工作原理)消耗少量的电能驱动压缩机,使介质成为高温物质并对冷水进行加热.热泵热水器具有高效节能,不受天气影响等优点,已列入国家推广火炬计划,则该种热水器内介质汽化的发生位置在低温(填“高温”或“低温”)物质处,冷水吸收介质发生液化(填物态变化名称)时放出的热量.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:填空题

7.我们可以用如图所示的实验来研究牛顿第一定律.

(1)请指出实验中小车在不同物体表面上运动时,应控制不变的因素(至少指出两个):①同一小车②同一斜面(或小车滑下时的高度)
(2)实验中,我们要研究或比较哪两个物理量的关系?请在下表中第一行的横线上填写
表面情况 ①小车受到的摩擦力大小 ②小车运动的距离s(单位:cm)
毛巾
棉布
木板
(3)想象:如果图丁所示的水平板是绝对光滑的,且空气阻力为零,则小车将做匀速直线运动;若水平板不光滑,小车做减速运动.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:解答题

5.丁丁在学完升华和凝华的知识后,做了“水蒸发凝华”的小实验,请你根据所学知识回答下面问题:

(1)实验过程中,他在如图1易拉罐中放入冰和盐的混合物,并不断搅动,一会儿冰会熔化,这个过程中要吸收(选填“吸收”或“放出”)热量.
(2)冰熔化过程中,在易拉罐表面会出现白霜,这是凝华现象.(填物态变化名称)
(3)实验后丁丁想,有霜出现那么易拉罐的温度应该低于0℃,但冰的熔点是0℃,难道是因为加盐后使冰的熔点降低了吗?为了弄清这个问题,丁丁做了如图2甲所示的实验,
①将温度计正确的插入固体中,观察温度计示数时视线A、B、C如图2乙所示,其中正确的是B,此时温度计的示数是-10℃.
②如图2丙图是丁丁绘制的该固体的熔化图象,从图象中可看出,丁丁的猜想是正确(选填“正确”或“错误”)的,第7min它处于液态(选填“固态”、“液态”或“固液共存状态”).

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:选择题

15.如图所示,当滑动变阻器的滑片向右移动时,以下判断中正确的是(  )
A.电压表、电流表示数都变大B.电压表、电流表示数都变小
C.电压表示数变大,电流表示数变小D.电压表示数变小,电流表示数变大

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:解答题

2.在测定“小灯泡额定电功率”的实验中,电源电压为4.5V且保持不变,小灯泡额定电压为2.5V,电阻约为10Ω.

(1)请你用笔画线替代导线,将图1中的实物电路连接完整.
(2)当小明同学按要求将图2电路正确连接后,闭合开关,移动滑片P到某一点时,小灯泡发光较暗,电流表示数(如图2甲所示)为0.2 A,电压表示数(如图2甲所示)为2 V.若他想测量小灯泡的额定功率,应将图1中滑动变阻器滑片P向B端(填“A”或“B”)移动,使电压表的示数等于小灯泡额定电压.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:填空题

19.一节新干电池的电压为1.5伏.教室内日光灯、饮水机等用电器是并联连接的(选填“串联”或“并联”).

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:解答题

20.0.2kg的木炭完全燃烧可以放出多少J的热量?若放出热量的30%被25℃、15kg的水吸收,可使水的温度升高多少?(q木炭=3.4×107J/kg,结果保留一位小数 )

查看答案和解析>>

同步练习册答案