如图甲所示电路,小灯泡额定电压为5V,滑动变阻器R 1、R 2允许通过的最大电流均为1A,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A,电源电压U保持不变。断开开关S 2,闭合开关S、S 1,R 1的滑片从最右端逐渐滑向最左端过程中,小灯泡始终正常发光;保持R 1的滑片在最左端不动,断开开关S 1,闭合开关S、S 2,在保证所有元件安全的情况下,将R 2的滑片从最右端向左进行最大范围移动。图乙中A﹣B是移动滑动变阻器R 1的滑片过程中电流表和电压表的示数关系图象,C﹣B是移动滑动变阻器R 2的滑片过程中电流表和电压表的示数关系图象。(本题中小灯泡阻值会随着温度变化而变化)求:
(1)电源电压U;
(2)滑动变阻器R 1和R 2的最大阻值;
(3)整个过程中小灯泡工作时消耗的最小功率P。
如图甲所示,电源电压U恒定不变,R为定值电阻。闭合开关S,在滑动变阻器滑片P从a移向b的过程中,电路的总功率、定值电阻R的功率及滑动变阻器的功率与电流的关系图线如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A. |
滑动变阻器功率为0.72W滑片位置有2处,此2处电流表示数之和为1A |
B. |
电压表示数与电流表示数比值不变 |
C. |
电压表示数的减少量与电流表示数的增加量比值减小 |
D. |
当电流表示数为1A时,滑动变阻器的滑片P处于a端 |
小聪利用光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯,其工作原理如图所示。工作电路中有两盏规格均为"220V 44W"的灯泡L,天暗时灯自动发光,天亮时灯自动熄灭。控制电路中电源电压U恒为6V,定值电阻R 0为200Ω。在一定范围内,光敏电阻R的阻值与光照强度E(光照强度E的单位为lx,光越强光照强度越大)之间存在一定关系,部分数据如表所示。电磁铁的线圈电阻忽略不计,当天色渐暗,通过线圈的电流为0.02A时,恰好启动工作电路的照明系统。试问:
光照强度E/lx |
1.0 |
2.0 |
3.0 |
4.0 |
5.0 |
光敏电阻R/Ω |
120 |
60 |
40 |
30 |
24 |
(1)随着光照强度减小,光敏电阻R的阻值 (选填"增大"或"减小"),电磁铁的磁性 (选填"增强"或"减弱"),当光照强度减小到一定值时,衔铁会被 (选填"吸下"或"释放"),照明系统启动。
(2)两盏灯均正常发光时,工作电路中的总电流是多少?
(3)照明系统恰好启动时,光敏电阻R的阻值为多少?此时光照强度为多少?
如图所示,小灯泡L规格为"5V 1W",R 0=50Ω,电源电压不变,电流表的量程为"0~0.6A"、"0~3A",闭合开关,小灯泡L正常发光。
(1)求R 0的功率和电源电压;
(2)拆除小灯泡L,从规格分别为"10Ω 1A"、"100Ω 0.5A"的滑动变阻器中选择其中之一,以及若干导线连入电路。选择哪种规格的变阻器电路消耗的功率最大?最大功率是多少?
如图所示电路,电源电压不变,滑动变阻器R 2的最大阻值与R 1的阻值均为R 0,a、b、c分别为电阻(阻值为R 0)、电流表、电压表其中之一,且不相同。当S 1、S 3闭合时,移动滑片P,电路中消耗的功率始终为I 0 2R 0。下列有关说法正确的是( )
A. |
b一定是电流表,c一定是电压表 |
B. |
开关都闭合时,电路消耗功率为2I 0 2R 0 |
C. |
只闭合S 1,若b为电压表,P向右移动,b的示数可能变小 |
D. |
将a、c互换,开关都闭合时,电路中的电流可能为3I 0 |
如图甲是某电热水壶的电路图,铭牌如图乙。R为加热器,温控器S是一个双金属片温控开关,当温度较低时,其处于闭合状态,加热器加热。当水沸腾后,S会自动断开进入保温状态,从而实现了自动温度开关控制(设加热器电阻阻值一定)。[已知:水的比热容c=4.2×10 3J/(kg•℃),1L=10 ﹣ 3m 3]。求:
(1)该电热水壶正常加热工作时,其加热器的阻值是多少?
(2)该电热水壶正常加热工作时,对加热器通电10s产生的热量是多少?
(3)将电热水壶装满初温为25℃的水加热到75℃,水吸收的热量是多少?
(4)用如图丙所示的电能表单独测量该电热水壶消耗的电能,实际加热时。3min电能表中间的铝质圆盘转动了24转,此时电路消耗的实际功率是多少?
如图所示,电源电压恒为4.5V,电流表的量程为"0~0.6A",电压表的量程为"0~3V",灯泡L标有"2.5V 1.25W"字样(设灯丝电阻不变),滑动变阻器R的规格为"20Ω 1A"。闭合开关,在保证电路安全的情况下,移动滑片P的过程中,下列正确的是( )
A. |
电流表的示数最大为0.6A |
B. |
滑动变阻器接入电路的最小电阻为4Ω |
C. |
灯泡消耗的最小电功率为0.12W |
D. |
电路消耗的最大功率为2.7W |
小明在探究"电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关"的实验中,提出了下列猜想:
A.与通电时间有关
B.与电阻大小有关
C.与电压大小有关
D.与电流大小有关
实验器材有:阻值不同的电阻丝若干、蓄电池、火柴、开关和导线若干。
请回答下列问题:
(1)探究猜想A时,将某一电阻丝接入电路,保证安全的情况下使火柴头充分接触电阻丝,闭合开关一段时间后火柴头才燃烧,这一现象说明:
①电阻丝产生的热量通过 的方式传递给火柴头;
②电阻丝产生的热量与通电时间 (选填"有关"或"无关");
(2)探究猜想B时,如图所示,将10Ω和20Ω的电阻丝串联接入电路,把两根相同的火柴头分别接触电阻丝(设火柴头与整根电阻丝接触);
①小明思考,若相同时间内仅有一根电阻丝上的火柴头燃烧,据此能否判断该电阻丝产生的热量多? (选填"能"或"不能");
②闭合开关较长时间后,发现两电阻丝均发热,但火柴头都没有燃烧。在不改变电源电压的情况下,选择下列哪组电阻丝进行实验更可行? (填字母序号)
A.20Ω 30Ω
B.15Ω 15Ω
C.5Ω 25Ω
(3)小明通过上述实验发现:电阻越大,电流产生的热量越多。评估该实验时小明认为:串联电路中不同阻值的电阻两端所分电压不同,那么电流产生的热量与电阻大小有关的结论似乎不可靠。如果改变两电阻丝的连接方式,能否合理完成对猜想B的方案设计 ?请你说明理由 。
甲、乙两灯的额定电压分别为6V和3V,它们的电流随电压变化关系的图像如图所示。将甲灯与R 1串联后接在电压恒为U的电源两端,甲灯正常发光,R 1的功率为P 1;乙灯与R 2串联接在该电源两端,乙灯也能正常发光,R 2的功率为P 2。已知R 1+R 2=90Ω,则P 1:P 2= 。
如图甲所示,是某研究小组设计的一套测量物体重力的模拟装置,OAB为水平杠杆,OB长1m,O为支点,OA:AB=1:4,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6A,定值电阻R0的阻值为10Ω,压力传感器R固定放置,R的阻值随其所受压力F变化的关系如图乙所示。当平板空载时,闭合开关S,电流表的示数为0.2A。(平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计)求:
(1)电源电压;
(2)当电流表示数为0.4A时,物体的重力;
(3)在电路安全的情况下,缓慢增加平板上的物体的重力过程中,当电路消耗功率分别达最大值和最小值时,压力传感器R消耗功率的比值;
(4)当平板上物体重为250N,此时电路不安全,若可移动A点使电路安全,则A点移动的方向和A点移动的最小距离。
如图甲所示,在“测量一个小灯泡电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为3V。
(1)根据图甲所示的电路图,请用笔画线代替导线,将图乙中的器材连接成完整的电路(要求滑动变阻器滑片P向右移动时阻值变大);
(2)连接好电路,闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,那么出现该状况的可能原因是小灯泡发生 (选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后,闭合开关,继续进行探究,根据测量数据绘制出通过小灯泡的电流I随它两端电压U变化的图像,如图丙所示,分析可知:小灯泡的额定功率为 W;若电流表的示数如图丁所示,其示数为 A,此时小灯泡的电阻为 Ω;
(4)若实验室电压表损坏,某同学用一个已知阻值为R0的定值电阻代替电压表,并设计了如图戊所示电路,在电源电压保持不变情况下,也正确地测出了一个额定电流为I额的小灯泡的额定功率,其实验步骤如下:
①闭合S1,断开S2,移动滑动变阻器R的滑片至最左端,记下电流表的示数为I1;
②闭合S2,断开S1,调节滑动变阻器R的滑片使小灯泡正常发光,电流表示数为I额;
③保持滑动变阻器R的滑片不动,闭合S1,断开S2,记下电流表的示数为I2;
④则小灯泡额定功率的表达式为P额= (用I额、I1、I2和R0等符号表示)
把一段匀质导线对折后其阻值比原来的 (选填“大”或“小”);一个定值电阻两端的电压由2V增大到4V时,通过该电阻的电流增加了1A,通电时间由1s增加到2s,则该电阻产生的电热增加了 J。
在如图所示的电路中,电源电压U=6V,小灯泡L标有“4V 1.6W”的字样(电源电压和小灯泡的阻值均保持不变),R1为定值电阻,滑动变阻器标有“20Ω 1A”的字样,电流表A的量程为0~0.6A。求:
(1)小灯泡L的电阻RL;
(2)当开关S1闭合S2断开时,电压表的示数为4V,R1工作5分钟消耗的电能;
(3)当开关S1断开S2闭合时,在电路安全的情况下,小灯泡电功率的变化范围。
某科技小组的同学设计制作了一款自动控温烘干箱,箱内主要电路包括控制电路和工作电路,其原理图如图所示。控制电路电源电压为8V,R为变阻器,Rt为热敏电阻、Rt阻值与箱内气温关系如下表所示。工作电路电源电压为220V,R0为电热丝,阻值恒为88Ω,M为电风扇,铭牌上标有“220V 20W”字样,其作用是使箱内空气均匀受热,红、绿指示灯用于分别指示电路加热、待机状态。当控制电路的电流达到0.025A时,衔铁被电磁铁吸住,工作电路处于待机状态,当控制电路电流减小到某值时,衔铁被释放,工作电路处于加热状态。
t/℃ |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
Rt/Ω |
305 |
245 |
200 |
170 |
150 |
(1)将控制电路中变阻器R的阻值调为120Ω时,箱内气温最高可达多少摄氏度?(电磁铁的线圈电阻不计)
(2)重新调节变阻器R,同时闭合开关S1、S2,箱内气温与时间关系如图乙所示,若电热丝R0加热空气的效率为80%,衔铁每次被吸住的时长均为300s,箱内空气质量恒为2.2kg、比热容为1×103J/(kg•℃)。求开关S1、S2闭合20min内,工作电路总共消耗的电能是多少焦耳?(控制电路、指示灯及电风扇M产生的电热均不计,指示灯消耗的电能不计)
如图1所示,电源电压为24V且保持不变,滑动变阻器R铭牌上的规格是“xxΩ 5A”。当S闭合、S1断开,滑片P滑到变阻器的中点时,电压表示数如图2所示;当开关S、S1均闭合,滑动变阻器的滑片P滑到a端时,电流表示数如图3所示。求:
(1)滑动变阻器的最大阻值;
(2)当开关S、S1均闭合,变阻器的滑片P滑到a端时,电流通过电阻R1在1min内产生的热量;
(3)若电压表的量程为0~15V,电流表的量程为0~3A,S闭合、S1断开且该电路工作中各元件均安全的情况下,通过电阻R1的最小电流是多少?整个电路的总功率变化范围是多少?