如图所示,电源电压为6V,R为“30Ω 0.25A”滑动变阻器,R1为“10Ω 0.4A”电阻,电压表量程为0 ~ 3V.图中虚线框内接有一只“20Ω 0.3A...

2023-04-22 06:42发布

这道初中物理的题目是:
如图所示,电源电压为6V,R为“30Ω 0.25A”滑动变阻器,R1为“10Ω 0.4A”电阻,电压表量程为0 ~ 3V.图中虚线框内接有一只“20Ω 0.3A”电阻R2(未画出).已知:① 闭合S1和S2,断开S3时,调节R,使其接入电路的阻值为10Ω,此时电路消耗的电功率为1.2W;② 断开S1,闭合S2、S3,调节R,使其接入电路的阻值为6Ω,此时电压表的示数为1.0V.

⑴ 在情形 ① 中,求电路的总电阻;
⑵ 请在答题卷的图中画出虚线框内的电路;
⑶ 当闭合所有开关时,为保证电路安全,求滑动变阻器接入电路的阻值范围.
1条回答
lucklili
2023-04-22 06:52
这道初中物理题的正确答案为:
⑴在情形 ① 中,由公式P = 可得,
电路的总电阻R ==30Ω(1分)
⑵由于在情形 ① 中,虚线框内的电阻为30Ω-10Ω=20Ω;
在情形② 中,电路中的电流为I=
电路中的总电阻为R′==36Ω,故虚线框内的电阻为36Ω-6Ω-10Ω=20Ω;
故虚线框内的电路如图所示(2分)

⑶ 当变阻器接入电路的阻值较小时,电路中的电流达到I1 = 0.25A,
根据U = I1(R2 + R) (1分)则6V=0.25A(20Ω+R),解得R = 4Ω (1分)
当变阻器接入电路的阻值较大时,电压表示数为量程3V时,
由于UR/U = R/(R2 + R) (1分),代入数据解得R = 20Ω (1分)
故为了保证电路安全,滑动变阻器接入电路的阻值R的范围应为:4Ω ≤ R ≤ 20Ω (1分)
解题思路 (1)在情形 ① 中,只有框内电阻与变阻器串联,已知总电压、消耗的总功率,利用公式P = 的变形,故总电阻可求;(2)虚框内的电路需要求出情形①时虚框内的电阻与情形②时虚框内的电阻,然后再确定如何连接,经过计算,二者都是20Ω,故虚线框内的电路可确定;(3)变阻器的阻值范围可参看其电阻最小时,电路中的电流不能超过滑动变阻器的最大允许通过的电流0.25A,电阻最大时电压表的示数不能超过其量程来确定,这其实就是两个电路,求出变阻器的电阻来即是其范围。

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