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物理必考如图电路.R1为定值电阻.阻值为10欧.电源电压为7伏.且恒

更新时间:2024-01-19 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

如图电路,R1为定值电阻,阻值为10欧,电源电压为7伏,且恒定不变,电阻R的阻值要随两端所加电压的变化而变化,变化规律为R=4欧+2U?1/安.电路周围环境温度保持25℃不变,R散热跟它环境温度的关系是温度每差1℃放热4.5×10-2焦/(秒?℃),求azJ物理好资源网(原物理ok网)

(1)调节R2,使R1与 R消耗的电功率相等,这时R的温度是多少?azJ物理好资源网(原物理ok网)

(2)R2=0时,R上的电压和电阻各为多少?

试题答案

解:azJ物理好资源网(原物理ok网)

(1)R1与 R消耗的电功率相等时,两电阻相等azJ物理好资源网(原物理ok网)

即R1=R=10ΩazJ物理好资源网(原物理ok网)

因为已知10Ω=4Ω+2UR×,azJ物理好资源网(原物理ok网)

UR=U1=3V,azJ物理好资源网(原物理ok网)

通过电阻R和R1的电流为IR==0.3A azJ物理好资源网(原物理ok网)

电阻R上每秒产生的热量为azJ物理好资源网(原物理ok网)

Q=I2R=(0.3A)2×10Ω=0.9W=0.9J/s azJ物理好资源网(原物理ok网)

设R稳定温度为T,则R与环境温度差为:azJ物理好资源网(原物理ok网)

T-25℃==20℃azJ物理好资源网(原物理ok网)

T=45℃azJ物理好资源网(原物理ok网)

(2)R2=0时,电阻R和R1串联,设电阻R两端电压为UR,根据题意得azJ物理好资源网(原物理ok网)

UR=7V-IR1azJ物理好资源网(原物理ok网)

UR=IR=I(4Ω+2UR×)②azJ物理好资源网(原物理ok网)

解得:UR=VazJ物理好资源网(原物理ok网)

R=(4+2)Ω azJ物理好资源网(原物理ok网)

答:azJ物理好资源网(原物理ok网)

(1)R的温度是45℃;azJ物理好资源网(原物理ok网)

(2)R两端电压为V,阻值为(4+2)Ω.azJ物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)电阻R与R1串联,功率大小用P=I2R分析.要使两者消耗的功率相等,必须使它们的电阻相同.利用R=4Ω+2U1/A能够得出R1两端电压,也就是电阻R两端电压,已知R的阻值,利用I=得到电路电流;根据Q=I2R计算出电阻R每秒产生的热量;最后根据电阻散热与环境温度的关系式得出R的温度.azJ物理好资源网(原物理ok网)

(2)R2=0时,电路只有电阻R和R1串联.电阻R两端电压为电源电压与电阻R1两端电压之差;同时也等于通过的电流与电阻值的乘积.azJ物理好资源网(原物理ok网)

点评:正确理解并应用电阻R的变化规律是解决此题的第一步.azJ物理好资源网(原物理ok网)

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