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物理必考在课外活动中.朱老师给出了下列器材:电源.一个定值电阻(9Ω

2024-01-16 14:53:44信息公告523

在课外活动中,朱老师给出了下列器材:电源(电压为6v)、一个定值电阻(9Ω)、一个滑动变阻器(最大阻值是30Ω)、电压表、开关和导线若干.活动中小明同学设计的电路如图所示,在正确连线和调节滑片后,小明测出的数据如下表一所示.buX物理好资源网(原物理ok网)

表一:

实验次数12345678
电压表示数(V)4.54.03.53.02.52.01.51.0
电流表示数(A)0.170.220.280.340.390.440.500.56
功率(W)0.770.880.981.020.980.880.750.56
小明通过分析数据提出了一个猜想:“在电源电压不变的情况下,图中的定值电阻和滑动变阻器的阻值相等时,滑动变阻器的功率最大”.为了验证猜想是否正确,小明用一个阻值为10Ω的电阻把原电路中的定值电阻换下,进行了一次验证,数据记录如下表二.buX物理好资源网(原物理ok网)

实验次数1234
电压表示数(V)4.54.03.53.0
电流表示数(A)0.150.200.250.30
变阻器电阻(Ω)30.020.014.010.0
变阻器功率(W)0.680.800.860.90
(1)由于粗心,小明没有在表格一中写明是什么器材的功率,你认为它是什么物理器材的功率?并写出它的“功率”的变化情况.buX物理好资源网(原物理ok网)

(2)根据表二,你认为小明这次实验是否能验证其猜想?简述理由.buX物理好资源网(原物理ok网)

(3)现物理实验室有三个定值电阻,阻值分别是20Ω、30Ω、40Ω.为了继续验证小明的猜想,必须更换原来的电阻(9Ω),应该选择组值多大的定值电阻?更换好合适的定值电阻后,小明还想使电路的总功率达到最小.电路的总功率达到最小时,滑动变阻器阻值必须调到多大?电路的最小总功率是多大?

试题答案

解:buX物理好资源网(原物理ok网)

(1)定值电阻R与滑动变阻器串联,电流表测量的是整个电路中的电流,电压表测量的是滑动变阻器两端的电压,由公式P=UI可知,电功率是滑动变阻器的电功率;电流表的示数变大,说明电路中的总电阻变小,故滑动变阻器的电阻变小,而滑动变阻器的功率先变大后变小.buX物理好资源网(原物理ok网)

(2)不能.为了验证定值电阻和滑动变阻器的阻值相等时,滑动变阻器的功率最大,应该保持定值电阻和滑动变阻器的阻值相同,同为10Ω,而滑动变阻器的阻值一直在变化,滑动变阻器的功率一直变大.buX物理好资源网(原物理ok网)

(3)为了保证定值电阻和滑动变阻器的阻值相等,在选择时滑动变阻器的最大阻值应大于定值电阻R的阻值,因此选择20Ω的定值电阻;buX物理好资源网(原物理ok网)

要想让电路中的电阻达到最大,滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处,因此滑动变阻器应调到30Ω;buX物理好资源网(原物理ok网)

R=R+R=20Ω+30Ω=50Ω,buX物理好资源网(原物理ok网)

P===0.72W.buX物理好资源网(原物理ok网)

答:buX物理好资源网(原物理ok网)

(1)是滑动变阻器的功率.随着滑动变阻器阻值的减小,滑动变阻器的功率先变大后变小.buX物理好资源网(原物理ok网)

(2)不能,因为滑动变阻器的功率一直变大.buX物理好资源网(原物理ok网)

(3)选择20Ω的定值电阻;滑动变阻器应调到30Ω;电路的最小总功率为0.72W.buX物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)首先判断电流表和电压表分别是测量的是哪一个用电器,再根据公式P=UI来判断是什么物理器材的功率,再根据电阻和电功率的变化得出结论.buX物理好资源网(原物理ok网)

(2)看结论是否正确,就看一下定值电阻和滑动变阻器的阻值相等时,比较一下定值电阻消耗的电功率和滑动变阻器消耗的电功率,是不是滑动变阻器的功率最大即可.buX物理好资源网(原物理ok网)

(3)为了保证定值电阻和滑动变阻器的阻值相等,在选择时滑动变阻器的最大阻值应大于定值电阻R的阻值;要想让电路的总功率达到最小,电路中的电阻应达到最大,再利用公式P=计算电功率.buX物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题考查了学生的实验分析能力,可以根据电路图进行判断,并可以根据题意来判断滑动变阻器滑片的位置,以及根据公式P=计算电功率.buX物理好资源网(原物理ok网)