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7.三个阻值相同的电阻R,额定功率均为10W.接入如图电路,改变电压U,使各电阻实际功率均不超过额定功率,则三电阻最大总功率为(  )
A.30WB.20WC.15WD.10W

分析 由电路图可知,两电阻并联后与第三个电阻并联;三电阻的阻值相同,额定功率相等,假设额定电流为I,则电路中的电流最大值为I,根据并联电路的特点求出两支路的电流,利用P=I2R求出三电阻的电功率,三电功率之和即为AB间允许消耗的最大功率.

解答 解:由电路图可知,两电阻并联后与第三个电阻并联.
假设额定电流为I,则电路中的电流最大值为I,则有:
P=I2R=10W;
由于并联电路中各支路两端的电压相等,且三电阻的阻值相等,根据欧姆定律可知,通过两电阻的电流均为:
I′=$\frac{I}{2}$
则AB间允许消耗的最大功率:
P=I2R+(I′)2R+(I′)2R=I2R+($\frac{I}{2}$)2R+($\frac{I}{2}$)2R=$\frac{3}{2}$P=$\frac{3}{2}$×10W=15W.
故选:C.

点评 本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,分清通过各电阻之间的电流关系和电功率公式的灵活选取是关键.

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17.用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带的点痕进行测量,即可验证机械能守恒定律.

(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上;
C.用天平测出重锤的质量;
D.释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带;
E.测量纸带上某些点间的距离;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否
等于增加的动能.
其中没有必要进行的或者操作不当的步骤,将其选项对应的字母填在下面的空行内,并说明其原因.
答:B.应将打点计时器接到电源的交流输出上;
C.不需测出重锤的质量;
D.先接通电源后释放悬挂纸带的夹子;
(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值.如图所示,根据打出的纸带,选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E,测出A距起始点O的距离为s0,点AC间的距离为s1,点CE间的距离为s2,使用交流电的频率为f,根据这些条件计算重锤下落的加速度a=$\frac{{{s_2}-{s_1}}}{4}{f^2}$.
(3)在验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加,其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用,可以通过该实验装置测阻力的大小.若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g,还需要测量的物理量是m.试用这些物理量和纸带上的数据表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F=m(g-$\frac{{{s_2}-{s_1}}}{4}{f^2}$).

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A.$\frac{5kQ}{4{l}^{2}}$,沿x轴正方向B.$\frac{5kQ}{4{l}^{2}}$,沿x轴负方向
C.$\frac{3kQ}{4{l}^{2}}$,沿x轴负方向D.$\frac{3kQ}{4{l}^{2}}$,沿x轴正方向

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