精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
(2013?嘉定区一模)如图a所示的电路中,滑动变阻器总电阻R=20Ω,定值电阻R0=5Ω.由一个电源电动势6V、内阻可在1~20Ω之间调节的特殊电源供电.
(1)图b所示的电路实物图中缺了一根导线,请将此导线补画在图上(白色小圈为滑动变阻器的接线柱).
(2)将电源内阻调为r1=1Ω,滑片P从上端A移动到下端B的过程中,流过PB段的电流如何变化(不需要说明理由)?为了保证使用过程中的安全,理论上滑动变阻器的线圈额定电流不小于多少?
(3)若将滑片P固定在滑动变阻器正中间,调节内阻,求电源的最大输出功率.某同学认为,内阻调节到与此时的外电阻相同时,电源有最大输出功率.该同学的想法是否正确?若正确,按该同学的思路求出结果;若不正确,说明理由并求出正确结果.
分析:(1)由图a所示电路可知,滑动变阻器被分成两部分,这两部分电阻并联,然后由定值电阻并联,把滑动变阻器下面两个接线柱连接起来,即可完成电路连接.
(2)电阻越小,流过电阻的电流越大,根据滑片移动时PB段电阻的变化,从而判断电流如何变化;由欧姆定律求出通过电阻的最大电流,然后答题.
(3)由串并联电路特点求出外电路电阻,由电功率公式求出电源输出功率表达式,然后根据表达式分析答题.
解答:解:(1)由电路图1可知,滑动变阻器被分成两部分,这两部分并联起来后串联在电路中,把滑动变阻器下面两个接线柱接在一起即可完成电路连接,电路有两种连接方式,如图中实验所示,或虚线所示都可.
(2)滑片P从上端A移动到下端B的过程中,PB段电阻减小,流过PB段的电流不断增加.当P接近B点时,流过PB段电流最大,此时PB段电阻接近零,
流过的电流I=
E
R0+r
=
6
5+1
A=1A;因此滑动变阻器的额定电流不能小于1A;
(3)滑片P固定在滑动变阻器正中间,则滑动变阻器两部分并联后电阻为R=5Ω,
电源输出功率P=I2(R+R0)=(
E
R+R0+r
)2
(R+R0)=(
6
5+5+r
)2
(5+5)=
360
(10+r)2

由此可知:当r最小时,电源的输出功率有最大值,P出最大=
360
(10+r)2
=
360
(10+1)2
≈2.975W.
答:(1)电路图如图所示;
(2)滑片P从上端A移动到下端B的过程中,流过PB段的电流不断增加.
滑动变阻器的额定电流不能小于1A.
(3)该同学的说法不正确,当r=1Ω最小时,电源的输出功率最大,为2.975W.
点评:分析清楚电路结构、熟练应用欧姆定律、电功率公式是正确解题的关键.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

(2013?嘉定区一模)“隔墙有耳”现象是指隔着墙,也能听到墙另一侧传来的声音,因为声波(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

(2013?嘉定区一模)A设地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,若某质量为m的地球同步通讯卫星,离开地面的高度为H,则它绕地球运行时所受的向心力大小为
mgR2
(R+H)2
mgR2
(R+H)2
,运行时的线速度大小为
gR2
R+H
gR2
R+H

B某同学的质量为60kg,在一次野营中,他从岸上以2m/s的速度,跳到一条以0.5m/s的速度正对着他飘来的小船上,跳上船后他又走了几步,最终停在船上.已知小船的质量为140kg,则人与小船共同运动的速度大小为
0.25
0.25
m/s,运动方向为
向右
向右
.(填“向左”或“向右”)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

(2013?嘉定区一模)在坐标原点的波源从t=0时刻开始向上作简谐振动,振动周期T.在t=
3T
4
时,波源突然停止运动,则t=T时波的图象是(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

(2013?嘉定区一模)下列运动中可看作自由落体运动的是(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

(2013?嘉定区一模)如图所示,用大小F的水平力推动活塞,通过传动机构转为曲轴的转动,在图示位置时,曲轴与水平虚线垂直,此时其受到的转动力矩大小为(不计图中传动装置的重力和摩擦)(  )

查看答案和解析>>

同步练习册答案