分析 (1)由小灯泡L标有“4V,1.6W”字样,根据P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$求灯的电阻;
(2)只闭合开关S、S2和S3,分析电路的连接,根据并联电路电压的规律和欧姆定律,求通过R2的电流,由并联电路电流的规律,求通过动变阻器R1的电流,根据P=UI求滑动变阻器R1消耗的电功率;
(3)根据P=UI求灯的额定电流,根据串联电路电流的规律确定电路中最大电流,根据欧姆定律和串联的规律求出变阻器连入电路中的最小电阻;
根据电压表量程确定变阻器的最大电压,由串联电路电压的规律求出灯的电压,由图象可知此时通过灯的电流,由欧姆定律和串联电路电流的规律,求出变阻器连入电路中的最大电阻.
解答 解:(1)灯泡L标有“4V,1.6W”字样表示灯的额定电压为4V,额定功率为1.6W,根据P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$,灯的电阻:
RL=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{(4V)^{2}}{1.6W}$=10Ω;
(2)只闭合开关S、S2和S3,移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时,变阻器和R2并联,电流表测总电流I=0.5A,
根据并联电路电压的规律和欧姆定律,通过R2的电流:
I2=$\frac{U}{{R}_{2}}=\frac{5V}{20Ω}$=0.25A,
由并联电路电流的规律,通过动变阻器R1的电流:
I1=0.5A-0.25A=0.25A,
滑动变阻器R1消耗的电功率是:
P=UI1=5V×0.25A=1.25W;
(3)只闭合开关S和S1,灯与变阻器串联,电压表测变阻器的电压,电流表测电路中的电流,根据P=UI,灯正常工作时的电流:
IL=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}=\frac{1.6W}{4V}$=0.4A,
电流表量程为0-0.6A,根据串联电路电流的规律,电路中的最大电流为I大=0.4A,此时灯正常发光,由欧姆定律和电阻的串联规律,变阻器有最小阻值,由图乙知,灯泡的电压为4V,由串联电路电压的规律和欧姆定律,滑动变阻器R1的最小阻值:
R滑小=$\frac{U}{{I}_{大}}$-RL=$\frac{5V}{0.4A}$=12.5Ω-10Ω=2.5Ω;
因电压表的量程为0~3V,电压表的最大示数为U大=3V时,变阻器连入电路中的电阻最大,由串联电路电压的规律:灯的电压:
UL′=5V-3V=2V,
由图象可知,此时通过灯的电流IL′=0.25A,由欧姆定律和串联电路电流的规律,变阻器连入电路中的最大电阻:
R滑大=$\frac{{U}_{大}}{{I}_{L}′}$=$\frac{3V}{0.25A}$=12Ω,
故滑动变阻器R1允许的取值范围是2.5Ω-12Ω.
故答案为:(1)小灯泡正常工作时的电阻是10Ω;
(2)只闭合开关S、S2和S3,移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时,此时滑动变阻器R1消耗的电功率是1.25W;
(3)在保证各元件安全工作的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围是2.5Ω-12Ω.
点评 本题考查串联、并联电路的规律和欧姆定律及电功率公式的运用,关键是正确识别电路,从图象中获取有效的信息.
科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 阳光通过凸透镜可以点燃纸屑,是利用了凸透镜对光的会聚作用 | |
B. | 投影仪能使物体在屏幕上成正立、放大的虚像 | |
C. | 凸透镜所成像的虚实、大小、正倒跟物体到凸透镜的距离有关 | |
D. | 借助放大镜看地图时,地图到放大镜的距离应小于1倍焦距 |
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | ①③ | B. | ②③ | C. | ②④ | D. | ①④ |
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科目:初中物理 来源: 题型:实验探究题
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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. | 你的物理课本宽度约为18 cm | B. | 你的指甲宽度约为1 dm | ||
C. | 人正常步行的速度约为10 m/s | D. | 人正常眨一次眼的时间约为10 s |
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