如图甲所示的电路中,在滑片P由b移动到a的过程中,电压表示数U随滑动变阻器接入电路中的阻值R2的变化图象如图乙所示.求:

如图甲所示的电路中,在滑片P由b移动到a的过程中,电压表示数U随滑动变阻器接入电路中的阻值R2的变化图象如图乙所示.求:
(1)定值电阻R1的阻值;
(2)当滑片移到a端时,定值电阻R1消耗的电功率;
(3)当滑片P移到中点时,整个电路10s消耗的电能.
shinemidnight 1年前 已收到1个回答 举报

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解题思路:由电路图可知,滑动变阻器R2与定值电阻R1串联,电压表测R1两端的电压.
(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路为R1的简单电路,电压表测电源的电压,由图乙读出电源的电压;当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电压表的示数最小,根据图象读出电压表的示数,根据串联电路的电压特点求出变阻器两端的电压,根据欧姆定律分别表示出电路中的电流,利用串联电路的电流特点得出等式即可求出R1的阻值;
(2)从图象读出当滑片移到a端时,R1两端的电压,进而求出R1中电流,利用P=UI计算R1的电功率;
(3)当滑片P移到中点时,R2连入电路的电阻为总电阻的[1/2],根据串联电路电阻特点,求出总电阻、总电流,利用电能公式:W=UIt,计算所消耗的电能.

由电路图可知,滑动变阻器R2与定值电阻R1串联,电压表测R1两端的电压.
(1)当滑动变阻器滑片位于b端,接入电路中的电阻为0时,电路为R1的简单电路,电压表测电源的电压,
则由图乙可知,电源的电压U=6V;
当滑动变阻器滑片位于a端,接入电路中的电阻最大即R2=20Ω时,电压表的示数最小,由图乙可知,R1两端的电压U1=2V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压:U2=U-U1=6V-2V=4V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,
U1
R1=
U2
R2,即:[2V
R1=
4V/20Ω],解得:R1=10Ω;
(2)当滑片移到a端时,定值电阻R1中的电流:I1=
U1
R1=[2V/10Ω]=0.2A;R1消耗的电功率:P1=U1I1=2V×0.2A=0.4W;
(3)当滑片P移到中点时,滑动变阻器连入电路的阻值:R2′=[1/2]R2=[1/2]×20Ω=10Ω;
电路中总电阻:R=R1+R2′=10Ω+10Ω=20Ω;
电路中总电流:I=[U
R总=
6V/20Ω]=0.3A;
整个电路10s消耗的电能:W=UIt=6V×0.3A×10s=18J.
答:(1)定值电阻R1的阻值是10Ω;(2)当滑片移到a端时,定值电阻R1消耗的电功率是0.4W;当滑片P移到中点时,整个电路10s消耗的电能是18J.

点评:
本题考点: 欧姆定律的应用;电功率的计算.

考点点评: 本题主要考查了串联电路的特点和欧姆定律的灵活应用,关键是根据图象读出滑动变阻器的阻值与电压表的对应示数.

1年前

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