7.(2014,襄陽(yáng))如圖甲所示的電路中,R2為滑動(dòng)變阻器,R1、R3為定值電阻,電源兩端電壓保持恒定不變。改變滑片P的位置,兩電壓表的示數(shù)與電流表的示數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系的圖象分別表示在如圖乙所示的坐標(biāo)系中。則:
(1)當(dāng)滑片移至a端時(shí),對(duì)應(yīng)的是圖乙中的__B__點(diǎn)。
(2)當(dāng)滑片移至b端時(shí),電路中的電流為_(kāi)_1__A。
(3)R1的阻值為多少?
(4)電源的電壓為多少?
解:(3)由圖象可知R1=U1I1=3 V3 A=1 Ω(U1和I1分別代入2 V、2 A和1 V、1 A都可以)
(4)解法一:
(Ⅰ)U-U1R3=I1①U-U2R3=I2② (Ⅱ)U-3 VR3=3 A①U-9 VR3=1 A②
聯(lián)合①②解之得U=12 V
解法二:由圖象可知:R′=U′I′=9 V1 A=9 Ω,由題意得I1(R1+R3)=I2(R′+R3),3 A×(1 Ω+R3)=1 A×(9 Ω+R3),R3=3 Ω,U=I1(R1+R3)=3 A×(1 Ω+3 Ω)=12 V
8.(2014,蘇州)如圖所示的電路中,電源電壓恒為12 V,電阻R1的阻值為10 Ω,電阻R2的阻值為30 Ω,電流表 的量程取0~0.6 A。閉合開(kāi)關(guān)S。
(1)求通過(guò)電路的電流I。
(2)求電阻R1消耗的功率P1。
(3)現(xiàn)用標(biāo)有“20 Ω 1 A”字樣的滑動(dòng)變阻器R0替換電阻R2。為使電路中各元件安全,求變阻器R0連入電路的阻值范圍。
解:(1)電路的總電阻R=R1+R2=10 Ω+30 Ω=40 Ω,電路的電流I=UR=12 V40 Ω=0.3 A
(2)電阻R1兩端的電壓U1=IR1=0.3 A×10 Ω=3 V,電阻R1消耗的功率P=U1I=3 V×0.3 A=0.9 W
(3)電路允許通過(guò)的最大電流I最大=0.6 A,電路總電阻的最小值R0最小=UI最大=12 V0.6 A=20 Ω,變阻器R0的最小值R0最小=R最小-R1=20 Ω-10 Ω=10 Ω,變阻器R0的最大值即為R0最大=20 Ω,變阻器R0連入電路的阻值范圍為10~20 Ω
9.(2014,南京)在綜合實(shí)踐活動(dòng)課上,小明設(shè)計(jì)了模擬調(diào)光燈電路。此電路中電源電壓不變,燈泡L標(biāo)有“6 V 3 W”字樣,定值電阻R1的阻值為6 Ω。將滑動(dòng)變阻器R2的滑片P置于最右端,閉合開(kāi)關(guān),電壓表和電流表示數(shù)分別為6 V和0.3 A;移動(dòng)滑片P至某一位置,電壓表和電流表的示數(shù)分別為1 V和0.5 A。
(1)燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電阻多大?
(2)滑動(dòng)變阻器R2的滑片P在最右端時(shí),閉合開(kāi)關(guān),燈泡L的實(shí)際功率多大?
(3)為使燈泡安全工作,R2的滑片能自由滑動(dòng),且滑片P滑到某一端時(shí)燈泡能正常發(fā)光,應(yīng)采取怎樣的保護(hù)措施?請(qǐng)具體說(shuō)明。
解:(1)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻RL=UL2PL=(6 V)23 W=12 Ω
(2)P在某一位置時(shí),U2=1 V,I=0.5 A,而燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為0.5 A,所以此時(shí)燈泡正常發(fā)光,UL=6 V,
電阻R1兩端的電壓U1=IR1=0.5 A×6 Ω=3 V,
電源電壓U=UL+U1+U2=6 V+3 V+1 V=10 V,
當(dāng)P在最右端時(shí),U′2=6 V,I′=0.3 A,
電阻R1兩端的電壓U′1=I′R1=0.3 A×6 Ω=1.8 V,
燈泡兩端的實(shí)際電壓UL=U-U1-U2=10 V-1.8 V-6 V=2.2 V,
燈泡L的實(shí)際功率P′L=U′LI′=2.2 V×0.3 A=0.66 W
(3)根據(jù)題意,滑片P滑至最左端時(shí),燈泡正常發(fā)光,
此時(shí)電路中總電阻R=UIL=10 V0.5 A=20 Ω,所以,需要在電路中再串聯(lián)一個(gè)定值電阻,即R′=R-RL-R1=20 Ω-12 Ω-6 Ω=2 Ω