如图*所示,电源电压不变,小灯泡的额定电压为3V,第一次只闭合开关S1、S3、变阻器R的滑片从最下端滑至最上端...
问题详情:
如图*所示,电源电压不变,小灯泡的额定电压为3V,第一次只闭合开关S1、S3、变阻器R的滑片从最下端滑至最上端。第二次只闭合开关S2,将滑动变阻器R的滑片从最下端向上滑至中点时,电压表V2的示数为1.5V,滑至最上端时,小灯泡正常发光。图乙是两次实验中电流表A与电压表V1、V2示数关系的图象。下列说法正确的是( )
A.小灯泡的额定功率为0.9W
B.定值电阻R0的阻值为10Ω
C.滑动变阻器R的最大阻值为15Ω
D.两次实验中,电路的最小功率为0.36W
【回答】
BCD。
【分析】分析两次*作中电路的连接及电表测量的物理量,第二*作中,只闭合开关S2,将滑动变阻器R的滑片从最下端向上滑至中点再滑至最上端时,可知变阻器连入电路的电阻变化,由欧姆定律确定电路的电流变化,从而确定第二次*作中,表示电流表随电压表示数变化的图线;
A、已知小灯泡的额定电压为3V,在第二次*作中,滑片滑至最上端时,根据灯正常发光可知电源电压为3V,由图可知此时的电流最大值,根据P=UI求出灯的额定功率;
B、在第一*作中,滑片滑至最上端时,此时电路的电流应最大,由图中竖线可知电路的最大电流,由欧姆定律求出R0;
C、在第二次*作中,滑片在中点时,由串联电路的规律及欧姆定律,变阻器连入电路的电阻,从而得出滑动变阻器R的最大阻值;
D、由乙图知,第一次*作中电路的最小电流小于第二次*作中电路的最小电流,在第一次*作中,当滑片滑到最下端时,电路的电阻最大,由串联电阻的规律和欧姆定律得出电路的最小电流,根据P=UI得出两次实验中电路的最小功率。
【解答】解:
第一次只闭合开关S1、S3,定值电阻与变阻器串联,电压表V1测电源电压,电流表测电路的电流,当变阻器R的滑片滑至最上端时,为定值电阻的简单电路,因电压表V1测电源电压,故V1示数保持不变;第第二次只闭合开关S2,灯与变阻器串联,电压表电压表V1测电源电压,V2测灯的电压,电流表测电路的电流,将滑动变阻器R的滑片从最下端向上滑至中点再滑至最上端时,变阻器连入电路的电阻逐渐变小,最后为0,由欧姆定律,电路的电流变大,灯的电压变大,故图中左边的曲线表示电流表A与电压表V2示数关系的图象,竖线表示电流表随V1的变化关系:
A、小灯泡的额定电压为3V,在第二次*作中,滑片滑至最上端时,因灯正常发光,故电源电压为3V,由图知,此时的电流最大为0.25A,故灯的额定功率:
P=UI=3V×0.25A=0.75W,A错误;
B、在第一*作中,滑片从最下端滑至最上端时,V1的示数不变,为定值电阻的简单电路,此时电路的电流应最大,由图中竖线可知,电路的最大电流为0.3A,由欧姆定律,
R0===10Ω,B正确;
C、在第二次*作中,滑片在中点时,由串联电路的规律及欧姆定律,变阻器连入电路的电阻:
R滑中===7.5Ω,故滑动变阻器R的最大阻值为15Ω,C正确;
D、由乙图知,第一次*作中电路的最小电流小于第二次*作中电路的最小电流,在第一次*作中,当滑片滑到最下端时,电路的电阻最大,由串联电阻的规律和欧姆定律,电路的最小电流:
I小1===0.12A,
两次实验中,电路的最小功率为:
P小1=I小1×U=0.12A×3V=0.36W,D正确。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是判断两图线与电压表的对应关系,综合*强,难度大。
知识点:电功率
题型:多项选择
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