内容正文:
初中物理教材知识导航与规律点拨及微点作业
18.10电功率动态变化的判断
一、单选题
1.白炽灯泡的灯丝断开后,可把断头搭接起来继续使用,这时( )
A.灯丝电阻变大,电功率减小 B.灯丝电阻变大,电功率增大
C.灯丝电阻减小,电功率增大 D.灯丝电阻减小,电功率减小
2.如图所示的电路中,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左滑动时,则下列说法正确的是( )
A.电流表的示数减小 B.R1的电功率一定增大
C.电路的总电功率一定减小 D.电压表的示数增大
3.如图所示电路,电源电压不变,滑动变阻器的滑片 P 从 a 端滑到 b 端的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表示数减小 B.电压表示数与电流表示数比值增大
C.R0 的电功率增大 D.电路的总功率减小
4.如图所示的是一种测定油箱内油量的装置,其中R是滑动变阻器的电阻片。当油量减少时,电路中( )
A.总电阻增大,电流减小,电功率减小
B.总电阻减小,电流增大,电功率减小
C.总电阻增大,电流增大,电功率增大
D.总电阻减小,电流减小,电功率减小
5.如图1所示,R1是滑动变阻器,L是小灯泡。闭合开关S,改变R1的阻值,两电压表示数与R1阻值关系图像如图2所示。则( )
A.①是V2示数与R1阻值关系图线 B.电路中的电流随R1的增大而减小
C.R1的阻值变化时,L的阻值不变 D.R1的电功率随其阻值增大而减小
6.如图所示的电路中,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右滑动时,则( )
A.R1的电功率⼀定减小 B.R2的电功率⼀定增大
C.电流表的示数减小,电压表示数不变 D.电压表和电流表示数的比值不变
7.灯泡L上标有“6V 6W”字样,测得该灯泡的电流随电压变化关系如图(甲)所示。现把灯泡L接入如图(乙)所示的电路中,若电路电源电压为9V不变,电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为“0~15V”。则下列说法正确的是( )
A.灯泡L的电阻值随电压表的示数增大而增大
B.滑动变阻器电功率随着它两端电压的增大而减小
C.当电流表示数为0.4A时,电压表的示数为6V
D.为了保证电路安全,整个电路消耗的最大功率为9W
8.如图所示,是小明设计的测量体重的电路原理图,电源电压保持不变,其中弹簧上端和滑动变阻器的滑片P固定在一起,AB间有可收缩的导线,R1为定值电阻.闭合开关S,下列分析正确的是
A.测量的体重增大时,电流表示数变小,电压表示数变小
B.测量的体重减小时,电流表示数变大电压表示数变大
C.测量的体重增大时,定值电阻R1的电功率减小
D.测量的体重减小时,相同的时间里整个电路消耗的电能减少
9.如图所示的电路,电源电压保持不变,甲、乙均为滑动变阻器。开关S闭合后,甲、乙接入电路的电阻分别为、,此时电路的总功率为。若将甲接入电路的阻值增大10Ω,乙接入电路的阻值减小10Ω,电路的总功率仍为;若将甲接入电路的阻值增大6Ω,乙接入电路的阻值减小6Ω,此时,甲的电功率为,乙的电功率为,则( )
A. B.
C. D.
10.图甲电路中,电源电压不变,灯泡L标有“6V 3.6W”的字样,R2为滑动变阻器。闭合开关S,将R2的滑片P从位置1移到位置2,根据两表示数作出的U-I图像如图乙中AB所示。R2的滑片P分别在位置1和位置2时,灯泡L的电功率分别为P1和P2,且P1︰P2=5︰1。下列判断正确的是( )
①电源电压为12V
②R2的滑片P在位置2时对应图乙中B点的数据
③R2的滑片P在位置1时,灯泡的功率为3.5W
④R2的滑片P从位置1移到位置2时,灯泡的电功率减小2W
A.①④ B.②③ C.①③ D.②④
11.如图是一个天然气泄漏检测电路的原理图。电源电压恒定不变,R0为定值电阻,R为气敏电阻(其阻值随天然气浓度的增大而减小),则( )
①天然气浓度增大,电压表示数变大
②天然气浓度减小,电流表示数变大
③天然气浓度增大,电路消耗的总电功率变小
④天然气浓度减小,电压表与电流表示数的比值不变
A.①② B.②③ C.①③ D.①④
12.在图示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片自右向左滑动时( )
A.电压表V1的示数减小 B.电压表V2的示数减小
C.电流表A的示数减小 D.电路消耗的总电功率减小
13.下图是一个天然气泄漏检测电路的原理图.电源电压恒定不变,R0为定值电阻,R为气敏电阻(其阻值随天然气浓度的增大而减小),则( )
①天然气浓度增大,电压表示数变大
②天然气浓度减小,电流表示数变大
③天然气浓度增大,电路消耗的总电功率变小
④天然气浓度减小,电压表与电流表示数的比值不变
A.只有①④正确 B.只有②③正确
C.只有①②正确 D.只有③④正确
14.如图所示的电路,电源电压不变,L为小灯泡(假设灯丝电阻不变)R是滑动变阻器。闭合开关,滑动变阻器滑片由D端移到C端的过程中,下列叙述正确的是( )
A.电压表示数减小,小灯泡电功率变小 B.电压表示数增大,小灯泡电动率变大
C.电压表示数与电流表示数的比值减小 D.电压表示数与电流表示数的比值不变
15.如图所示,已知电源电压保持4.5V不变,灯泡L标有“4.5V、5W”字样。闭合开关S,将滑片P从a端滑到b端的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数不断减小 B.电压表的示数不断增大
C.灯泡的亮度逐渐变暗 D.灯泡的额定电功率逐渐减小
二、填空题
16.家用电灭蚊器的发热部分使用了发热材料,它的电阻随温度变化的规律如图所示。当发热体温度达到且继续上升时,电灭蚊器发热体的电功率会 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。如果这只电灭蚊器的平均电功率为,按一天工作计算,这只家用电灭蚊器一个月(按30天计算)消耗电能 。
17.某物理科技小组设计了汽车有害尾气排放检测电路,如图甲所示,R为气敏电阻,其阻值随有害尾气浓度β变化的曲线如图乙所示,R0为定值电阻,电源电压恒定不变。当有害尾气浓度β增大时,电流表的示数将 ,电压表与电流表的比值将 ,R0的电功率将 。(选填“增大”、“减小”或“不变”)
18.如图所示电路,闭合开关,记录下电压表和电流表的示数,调节滑动变阻器,发现电压表示数增大了1V,电流表示数增大了0.1A,经过计算定值电阻R的电功率增大了0.5W,则R此时的电功率是 W。
19.某导体两端的电压由3V增大为6V,导体中的电流增大了0.6A,则该导体的电阻 Ω,导体的电功率增大了 W。
20.如图的电路中,电源电压保持不变,R1=30 Ω。闭合开关S1、S2,电流表正常偏转,断开S2时,电流表的示数 (填“增大”“减小”或“不变”),R1的电功率为原来的,则R2的电阻为 Ω。
三、实验题
21.如图甲所示是小陈同学“用电流表和电压表测量电阻”的实物图。Rx为定值电阻,电源两端电压保持不变。
(1)连接电路时,开关必须处于 (选填“闭合”或“断开”)状态;
(2)电路工作时,向左移动滑片P,电压表的示数 (选填“变大”或“变小”),通过多次实验记录数据并将其绘制成如图乙所示的I-U图像。由图像可知,定值电阻Rx的阻值为 Ω。通过变阻器的电流与其两端的电压 (选填“成”或“不成”)反比;
(3)根据图像可得,随着变阻器阻值的减小,当变阻器的电功率从0.75W变化到0.8W的过程中,定值电阻Rx的电功率变化量为 W。
四、计算题
22.如图甲所示,电源电压恒为,灯泡L上标有“”字样,电流表量程为,电压表量程为,滑动变阻器R的最大阻值为,当只闭合S和,移动滑动变阻器的滑片P时,它两端的电压与其接入电路的电阻关系如图乙所示。当滑动变阻器接入电路的阻值由增大到时,定值电阻的电功率变化了。(忽略灯泡电阻随温度的变化)。求:
(1)只闭合S和,且滑动变阻器的滑片P置于中点位置时,灯泡的实际功率
(2)只闭合S和,电路的最大总功率
(3)定值电阻的阻值
(4)只闭合S和,在保证电路安全的情况下,当电阻消耗电功率最小时,滑动变阻器R消耗的电功率
23.如图所示,电源电压恒为18V,灯泡L标有“10V 5W”字样,电流表量程为,电压表量程为,滑动变阻器R的最大阻值为,当只闭合S和,把滑动变阻器接入电路的阻值由增大到时,定值电阻的电功率减小了1W,灯泡的电阻不变求:
(1)灯泡L正常发光时通过的电流。
(2)只闭合S和,且滑动变阻器的滑片P置于中点位置时,灯泡的实际功率。
(3)只闭合S和,在保证电路安全的情况下,电阻消耗的最小电功率。
参考答案:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
B
C
A
C
A
B
C
D
A
题号
11
12
13
14
15
答案
D
A
A
C
B
1.C
【详解】把断头搭接起来继续使用,灯丝的材料、横截面积和温度不变,长度变短,所以灯丝的电阻减小;家庭电路的电压220V不变,根据可得,灯泡的实际功率变大。
故选C。
2.B
【详解】闭合开关S,两个电阻串联,电压表测量滑动变阻器接入电阻两端电压,将滑动变阻器的滑片P向左滑动时接入的电阻变小,电路电流变大,即电流表的示数变大;根据可知,电路的总电功率与R1的电功率一定增大;根据串联分压特点,电压表的示数减小;故B正确,ACD错误。
故选B。
3.C
【详解】如图,滑动变阻器、电阻R0串联,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器两端的电压;
A.滑动变阻器的滑片 P 从 a 端滑到 b 端的过程中,接入电路的电阻减小,电路中的电流增大,电流表的示数增大,故A错误;
B.电压表示数与电流表示数比值是滑动变阻器的阻值,滑动变阻器的滑片 P 从 a 端滑到 b 端的过程中,滑动变阻器阻值减小,故B错误;
C.电路中的电流增大,由可知,电阻R0两端的电压增大,由可知,R0 的电功率增大,故C正确。
D.电源电压不变,电路中的电流增大,电路的总功率增大,故D错误。
故选C。
4.A
【详解】由电路图可知,滑动变阻器R与定值电阻串联,电流表测电路中的电流;当油箱中的油量减少时,浮子随油面下降,在杠杆的作用下滑片向上移动,则变阻器连入电路的电阻变大,电路中的总电阻增大,由可知,电路中的电流减小;电源电压不变,根据可知,电路的总功率变小,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5.C
【详解】A.根据图1可知,灯泡L与R1串联,电压表V1测量滑动变阻器两段的电压,电压表V2测量灯泡两端的电压,若图线①是V2与R1的关系图线,由于V2随R1的增大而增大,U2与R2的比值增大,则电路中电流增大,由
U1=IR1
可知当R1增大时,U1增大,与图线②矛盾,所以图线①是V1与R1的关系图线,故A不符合题意;
B.根据图2可知,电压表V1的示数U1与R1的比值不变,而
所以电路中的电流不变,故B不符合题意;
C.根据以上分析可知,R1的阻值变化,电路中电流不变,由图线②可知,灯泡两端的电压不变,由
可知灯泡的电阻不变,故C符合题意;
D.由图线①可知,R1的阻值增大,电流不变,R1两端电压增大,根据
可知,R1的电功率随其阻值的增大而增大,故D不符合题意。
故选C。
6.A
【详解】滑动变阻器 的滑片向右滑动时,接入电路的阻值变大,由于电压表测量滑动变阻器 的电压,所以电压表示数会变大;定值电阻 和滑动变阻器 是串联在电路中,当电路中的电阻变大时,电流变小,电流表示数变小;根据可知定值电阻的电功率一定变小,的电功率变化情况无法判断。
故选A。
7.B
【详解】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器R两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.由图甲可知,电压每增加1V,电流的变化量越来越小。由可知,灯泡L的电阻值随灯泡两端的电压的增大而增大。由图乙可知,电压表测的是滑动变阻器两端的电压,由串联电压特点可知,滑动变阻器两端电压减小,灯泡两端的电压增大,故灯泡L的电阻值随电压表的示数减小而增大。故A错误;
C.由图甲可知,当电流为0.4A时,小灯泡两端的电压为1V。由串联电路电压特点可知,滑动变阻器两端的电压即电压表的示数为
U滑=U-UL=9V-1V=8V
故C错误;
D.小灯泡的额定电流为
电路电源电压为9V不变,电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为“0~15V”。为了保证电路安全,电路的最大电流为0.6A,整个电路消耗的最大功率为
P=UI=9V×0.6A=5.4W
故D错误;
B.由串联分压原理可知,滑动变阻器的阻值变大,两端的电压随之变大。滑动变阻器电功率为
所以,当RL=R时,滑动变阻器的电功率最大。滑动变阻器由0增大时,电功率是先增大后减小的。但为了保证电路安全,电流不能超过0.6A,由图甲可知,灯泡两端的最大电压为2V。此时小灯泡的阻值为
此时滑动变阻器两端的电压为
U滑'=U-UL'=9V-2V=7V
滑动变阻器最小接入电路的阻值为
因此滑动变阻器的阻值大于小灯泡的电阻,滑动变阻器的阻值越大,两端电压越大,灯泡两端的电压越小,灯泡的电阻越小,滑动变阻器的阻值与灯泡的电阻的差值越大,滑动变阻器的电阻始终无法与小灯泡电阻相等。综上可知,滑动变阻器电功率随着它两端电压的增大而减小。故B正确。
故选B。
8.C
【详解】由电路图可知,R1、R2串联,电压表测滑动变阻器R2两端的电压,电流表测电路中的电流;
AB、测量的体重增大时,R2接入电路的电阻变大,电路中的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小;由 可知,定值电阻R1两端的电压变小,因为串联电路总电压等于各分电压之和,所以滑动变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大,故A错误;同理可知,测量的体重减小时,电流表的示数变大,电压表的示数变小,故B错误;
C、测量的体重增大时,电流表的示数变小,由 可知,定值电阻R1消耗的电功率减小,故C正确;
D、由前面解答可知,测量的体重减小时,电流表的示数变大,且电源电压保持不变,由可知,相同的时间里整个电路消耗的电能增加,故D错误.
9.D
【详解】由图可知,两个滑动变阻器并联,电压相等,开关S闭合后,甲、乙接入电路的电阻分别为、,此时电路的总功率为,则有
若将甲接入电路的阻值增大10Ω,乙接入电路的阻值减小10Ω,电路的总功率仍为,则有
即
解得
即
若将甲接入电路的阻值增大6Ω,乙接入电路的阻值减小6Ω,即
则此时甲的电阻大于乙的电阻,根据可知,并联电压相同,甲的电功率小于乙的电功率,即
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
10.A
【详解】如图甲,滑动变阻器和小灯泡L串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压;A点对应的电流小,此时滑动变阻器的阻值较大,灯泡的功率较小,对应滑片在位置2,所以②错误;设电源电压为U,当滑动变阻器滑片P位于1时,此时通过小灯泡的电流为0.5A,滑动变阻器两端的电压为7V,则小灯泡两端的电压为
UL1=U-U滑1=U-7V小灯泡的电功率为
P1=UL1I1=(U-7V)×0.5A当滑动变阻器滑片P位于2时,对应图乙中A点,通过小灯泡的电流为0.25A,滑动变阻器两端的电压为10V,则小灯泡两端的电压为
UL2=U-U滑2=U-10V此时小灯泡的电功率为
P2=UL2I2=(U-10V)×0.25A根据P1︰P2=5︰1可知
解得电源电压为U=12V,故①正确;R2的滑片P在位置1时,电路中的电流为0.5A,灯泡两端的电压为
UL1=U-U滑1=12V-7V=5V灯泡的功率为
P1=UL1I=5V×0.5A=2.5W
故③错误;R2的滑片P在位置2时,电路中的电流为0.25A,灯泡两端的电压为
UL2=U-U滑2=12V-10V=2V灯泡的功率为
P2=UL2I=2V×0.25A=0.5W
可知R2的滑片P从位置1移到位置2时,灯泡的电功率减小量为
ΔP=P1-P2=2.5W-0.5W=2W
故④正确;综上所述,①④正确,②③错误,故A正确,BCD错误。
故选A。
11.D
【详解】①③由图知R0定值电阻与R气敏电阻串联,当天然气浓度增大时,气敏电阻R的阻值减小,电路中的总电阻减小,根据可知,电路中的电流变大,由U=IR可知R0两端的电压变大,即电压表示数变大;根据P=UI可知,电路消耗的总功率变大,故①正确,③错误;
②由图知R0定值电阻与R气敏电阻串联,当天然气浓度减小时,气敏电阻R的阻值增大,电路的总电阻变大,根据可知,电路中的电流变小,电流表的示数变小;根据R可知,电压表与电流表示数的比值等于定值电阻R0的阻值,R0为定值电阻,所以两者的比值不变,故②错误,④正确,综上分析,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
12.A
【详解】由图可知,R2与滑动变阻器R1串联,开关闭合时,电压表V2测R2两端电压,电压表V1测R1两端电压,电流表测电流;
A.当滑片向左滑动时,滑动变阻器R1阻值减小,根据串联分压,R1两端电压减小,即电压表V1示数减小,故A符合题意;
B.因为V1示数减小,而电源电压不变,根据串联电压关系,可知电压表V2示数增大,故B不符合题意;
C.滑动变阻器R1阻值减小,总电阻减小,电源电压不变,根据欧姆定律
故电流增大,电流表A示数增大,故C不符合题意;
D.电路电流增大,电源电压不变,电路消耗的总电功率为
故总电功率增大,故D不符合题意。
故选A。
13.A
【详解】①③由电路图可知两电阻串联,电压表测量R0两端的电压;当天然气浓度增大时,气敏电阻R的阻值减小,电路中的总电阻减小;根据可知,电路中的电流变大,由U=IR可知R0电压变大,即电压表示数变大,根据P=UI可知,电路消耗的总功率变大,故①正确,
③错误;
②④当天然气浓度减小时,气敏电阻R的阻值增大,电路中的总电阻增大,根据可知,电路中的电流变小,根据欧姆定律可知,电压表与电流表示数的比值等于定值电阻R0的阻值,所以两者的比值不变,故②错误,④正确。
故选A。
14.C
【详解】由图知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路中电流,电压表测变阻器两端电压,滑动变阻器的滑片P从D端向C端滑动的过程中,变阻器连入电路的阻值变小,电路的总电阻变小,串联电路总电阻等于各分电阻之和,电源电压不变,由知,电路中电流变大,所以电流表示数变大;
灯泡电阻不变,根据U=IR知,灯泡两端电压变大,由P=UI知,灯泡的实际功率变大;
由串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的电压变小,电压表示数变小,故AB错误;
由可知,电压表与电流表比值等于滑动变阻器连入电路的阻值,所以两表比值变小,故C正确,D错误。
故选C。
15.B
【详解】由电路图可知,滑动变阻器R与灯泡L串联,电压表测L两端的电压,电流表测电路中的电流。
ABC.将滑片P从a端滑到b端的过程中,R接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小,由可知,电路中的电流变大,即电流表的示数逐渐变大;由串联电路的分压特点可知,滑动变阻器两端分得的电压变小,则灯泡两端的电压变大,即电压表的示数逐渐增大;因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以,由P=UI可知,灯泡的实际功率逐渐变大,则灯泡逐渐变亮,故AC错误,B正确;
D.因灯泡的额定功率是指灯泡在额定电压下的功率,所以灯泡的额定电功率不变,故D错误。
故选B。
16. 减小 1.5
【详解】[1]由图像可知,当发热体温度达到且继续上升时,发热体的电阻变大,由可知,电源电压不变时,它的电功率会减小。
[2]这只电灭蚊器的平均电功率为
工作时间为
由可得,这只家用电灭蚊器一个月消耗电能为
17. 增大 减小 增大
【详解】[1][2]由甲电路图可知,R与R0串联,电压表测量R两端的电压,电流表测电路中的电流,由图乙可知,当有害尾气浓度β增大时,气敏电阻R的阻值变小,电路的总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;由可知,定值电阻R0两端的电压变大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以气敏电阻R两端的电压变小,即电压表的示数变小。所以电压表与电流表的比值将变小;
[3]由可知,电流变大,R0的阻值不变,所以R0的电功率将增大;
18.0.9
【详解】根据电路图可知,R与滑动变阻器串联,电压表测量R两端电压,电流表测量电路中电流,根据题意可知,电压表示数增大了1V,电流表示数增大了0.1A,则R的电阻值是
设原来R的电压是U,则现在R的电压是U+1V,定值电阻R的电功率增大了0.5W,所以
解得
U=2V
带入
可知现在的功率是0.9W。
19. 5 5.4
【详解】[1]根据得,电压由3V增大为6V,导体中的电流增大了0.6A,则该导体的电阻为
[2]根据得,导体增大的电功率为
【点睛】重点是电功率变形公式和欧姆定律的应用,牢记和,在纯电阻电路中两公式可以直接使用,计算稍显简单。
20. 减小 10
【详解】[1]闭合开关S1、S2,R2被短路,只有R1接入电路,断开S2时,R1和R2串联,电路的电阻变大,电源电压不变,由I=可知通过电路的电流变小,电流表的示数变小;
[2]两种情况下R1的电功率之比:
,
,
电源的电压不变,所以
,
R2=10Ω。
21. 断开 变小 5 不成 0.35
【详解】(1)[1]为了保护电路,连接电路时,开关必须处于断开状态。
(2)[2]电路工作时,电压表测量滑动变阻器两端的电压,向左移动滑片P,滑动变阻器的阻值减小,电路中的电流增大,串联电路电流处处相等,所以定值电阻两端的电压增大,根据串联分压规律,滑动变阻器两端的电压减小,所以电压表的示数变小。
[3]由图像可知,当滑动变阻器两端的电压为1V时,电路中的电流为0.6A,串联电路电流处处相等,根据串联电路电压的规律可得
①
由图像可知,当滑动变阻器两端的电压为2V时,电路中的电流为0.4A,串联电路电流处处相等,根据串联电路电压的规律可得
②
联立①②,解得定值电阻Rx的阻值为5Ω。
[4]由图像可知,虽然滑动变阻器的电流随两端电压的增大而减小,但I-U图像不是反比例函数图像,不具备反比例函数关系,通过变阻器的电流与其两端的电压不成反比。
(3)[5]根据图像可得,随着变阻器阻值的减小,当滑动变阻器两端的电压为2.5V时,电路中的电流为0.3A,此时的电功率为
此时定值电阻Rx的电功率为
当滑动变阻器两端的电压为2V时,电路中的电流为0.4A,此时的电功率为
此时定值电阻Rx的电功率为
当变阻器的电功率从0.75W变化到0.8W的过程中,定值电阻Rx的电功率变化量为
22.(1)0.45W;(2) 9W;(3)20Ω;(4) 2.7W
【详解】(1)由知道,灯泡正常发光时的电阻
由图知道,当只闭合S和S2时,灯泡L与滑动变阻器R串联,当滑动变阻器的滑片P置于中点位置时,由知道,电路的电流
由知道,灯泡的实际功率
(2)由于当只闭合S和S2时,灯泡L与滑动变阻器R串联,所以,灯泡正常发光时,电路的电流最大,由知道,此时电路的最大总功率,且最大总功率为
(3)当只闭合S和S1时,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,则变阻器接入电路中的为R1和4R1时,电路中的电路中的电流分别为
由图乙可知,变阻器接入电路中的为R1和4R1时对应电压表的示数分别为U、2U,则两次电压表的示数之比
解得 ,由知道,定值电阻R0的电功率
解得:R0=20Ω
(4)根据题意知道,当电压表的示数最大为15V时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,R0的功率最小,由于串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R0两端的电压
U0=U总-UR大=18V-15V=3V
由于串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流
由知道,滑动变阻器R消耗的电功率
答:(1)只闭合S和,且滑动变阻器的滑片P置于中点位置时,灯泡的实际功率是0.045W;
(2)只闭合S和,电路的最大总功率9W;
(3)定值电阻的阻值是20Ω;
(4)只闭合S和,在保证电路安全的情况下,当电阻消耗电功率最小时,滑动变阻器R消耗的电功率是2.7W。
23.(1);(2);(3)
【详解】(1)灯泡L标有“10V 5W”字样,表示灯的额定电压为10V,额定功率为5W,根据灯的额定电流
(2)由欧姆定律,灯泡正常发光时的电阻
只闭合S和,P置于中点位置时,L与串联
变阻器连入的电阻
电路中的电流:
由电阻的串联和欧姆定律,电路中的电流
灯泡的实际功率
(3)由已知条件,当只闭合S和时,与R串联,把滑动变阻器接入电路的阻值由增大到时,定值电阻的电功率减小了1W,
变阻器连入电阻与定值电阻串联时,根据分压原理和串联电路的规律,定值电阻的电压为
变阻器连入电阻与定值电阻串联时,根据分压原理和串联电路的规律,定值电阻的电压为
根据定值电阻的电功率减小了1W,由有
即
故
要使电功率最小,变阻器连入电路中的电阻要尽量大,同时要保证电压表安全,当时,根据电阻的串联和欧姆定律,变阻器的电压
电压表安全,故的最小电压为
电阻消耗的最小电功率
答:(1)灯泡L正常发光时通过的电流为。(2)只闭合S和,且滑动变阻器的滑片P置于中点位置时,灯泡的实际功率为。(3)只闭合S和,在保证电路安全的情况下,电阻消耗的最小电功率为。
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