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3.在如圖甲所示的電路中,已知電源為電壓可調的直流學生電源,燈泡L1的額定電壓為8V,燈泡L2的額定電壓為6V,如圖乙是燈泡L2的U-I圖象.
(1)當開關S接a時,電壓表的示數為1.2V,電流表的示數為0.3A,求定值電阻R0的阻值;
(2)當開關S接a時,調節電源電壓,使燈泡L1正常發光,此時R0消耗的功率為1W,求燈泡L1的額定功率;
(3)當開關S接b時,在確保各燈泡不超過額定電壓的情況下,通過調節電源電壓能使電路達到的最大功率是多少?

分析 (1)當開關S接a時,燈泡L1與電阻R0串聯,電流表測量的是整個電路中的電流,電壓表測量的是電阻R0兩端的電壓(如圖所示),知道電阻R0兩端的電壓和通過的電流,可利用公式R=$\frac{U}{I}$計算出電阻R0的阻值.
(2)調節電源電壓,使燈泡L1正常發光時,則燈泡L1兩端的電壓為額定電壓,知道此時電阻R0消耗的功率和其阻值的大小,可利用公式P=I2R計算出此時電路中的電流,最后再利用公式P=UI計算出燈泡L1的額定功率.
(3)開關S接b時,燈泡L1與燈泡L2串聯,電流表測量的是整個電路中的電流,電壓表測量的是燈泡L2兩端的電壓(如圖所示),而燈泡L1正常發光,則此時電路中的電流為0.5A,與燈L2的額定電流比較,確定電路的最大電流,最從燈泡L2的U-I圖象上找到當電流為0.5A時,燈泡L2兩端的電壓,又知道燈泡L1的額定電壓,根據P=UI求出L2的實際功率,最后計算出電路消耗的總功率.

解答 解:
(1)當開關S接a時,燈泡L1與電阻R0串聯(如下圖所示),

因U0=1.2V,I=0.3A,
根據歐姆定律I=$\frac{U}{R}$,電阻R0的阻值為:
R0=$\frac{{U}_{0}}{I}$=$\frac{1.2V}{0.3A}$=4Ω.
(2)當開關S接a時,燈泡L1與電阻R0串聯,因燈泡L1正常發光時,
燈泡L1兩端的電壓為額定電壓U1=8V,
又此時R0消耗的功率為P0=1W,而R0=4Ω,
根據P=I2R,故此時電路中的電流為:
I02=$\frac{{P}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{1W}{4Ω}$=0.25A2,即I1=I0=0.5A,
燈泡L1的額定功率為:
P1=U1I1=8V×0.5A=4W.
(3)開關S接b時,燈泡L1與燈泡L2串聯(如下圖所示),

因燈泡L1正常發光,此時電路中的電流為I1L=0.5A,
從燈泡L2的U-I圖象可知,燈泡L2的額定電壓為6V時,燈L2的電流為0.6A,根據串聯電路電流的規律,電路中的最大電流I=0.5A,當電流為0.5A時,燈泡L2兩端的電壓為U2=4V,L2的實際功率為:
PL2=U2I=4V×0.5A=2W.
電路消耗的最大總功率P總=PL2+PL1=2W+4W=6W.
答:(1)定值電阻R0的阻值為4Ω.
(2)燈泡L1的額定功率為4W.
(3)電路消耗的最大總功率為6W.

點評 本題考查了開關斷開和閉合對電路的影響,以及串聯電路電流和電壓的特點,對歐姆定律及其公式變形和電功率及其公式變形的理解和應用,解答此題的關鍵是我們要能夠準確的分析電路的連接情況,并且能夠從圖象提取有用信息.

練習冊系列答案
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13.如圖實驗裝置可以用來探究“電流產生的熱量與哪些因素有關”和“比較水和煤油的比熱容大小”,關于該實驗裝置的說法不正確的是( 。
A.兩個實驗都要用溫度計示數的變化來顯示吸熱的多少
B.要用來探究“電流產生的熱量與哪些因素有關”需要滿足等質量的同種液體
C.要用來探究“比較水和煤油的比熱容大小”,必須滿足的條件是RA=RB且m=m
D.RA、RB串聯是為了控制電流相等

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14.如圖甲所示是“觀察水沸騰現象”的實驗裝置,如圖乙所示是“探究某物質熔化規律”的實驗裝置.
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(2)圖丙是乙(選填“甲”或“乙”)實驗數據描繪出的物質溫度隨時間變化的圖象,該物質在AB段的比熱容小于在CD段的比熱容.
(3)在進行乙圖所示實驗時,發現加熱20min后,被研究物質的溫度不再升高,這是因為此時液體已經到達沸點,開始沸騰.

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11.下列數據最符合實際的是(  )
A.溫水的溫度為80℃B.家用轎車發動機的最大功率0.1 kW
C.一個中學生的體重約為500ND.你正常呼吸一次所用時間約1 min

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8.用分子的觀點解釋下列現象,不正確的是(  )
A.氣體受熱膨脹--氣體分子間的間隔變大
B.走過花園,聞到花香--分子在不停地做熱運動
C.兩塊平整的玻璃不能壓成一塊玻璃--分子之間的斥力大于引力
D.氫氣和氧氣反應生成水一-分子分成原子,原子重新結合成分子

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15.如圖所示,電源電壓為U,且保持不變,R1和R2為定值電阻.下列說法中正確的是(  )
A.先閉合Sl,再閉合S2,電壓表示數明顯變大
B.只閉合S2,滑片P向右移動,電壓表和電流表示數均變小
C.先閉合S1、S2,再閉合S3,電壓表與電流表示數之比不變
D.先閉合S1、S2,再閉合S3,電路電功率的變化量為U•△I

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12.如圖所示,大多數汽車都配有倒車雷達,倒車時掛入倒車檔,車尾的3--5個探頭通過發出并接收反射回來的超聲波,從而確定車尾離障礙物的距離并能通過蜂鳴器發出警告音.人們在實踐中發現當其中某個探頭損壞時,雷達仍可以使用,則這些探頭是并聯的.(選填、串或并?)掛檔器相當于電路中的開關.

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6.李安同學利用如圖所示的裝置“探究水和沙子吸熱本領的大小”,實驗數據記錄如下:
質量/g升溫10℃
所需時間/s
升溫20℃
所需時間/s
升溫30℃所需時間/s
沙子306489124
3096163220
(1)實驗中沙子升溫快,水的吸熱本領大.
(2)設計實驗方案時,小明確定以下需控制的變量,其中多余的是B(填選項前字母)
A.采用完全相同的加熱方式       B.酒精燈里所加的酒精量相同
C.取質量相同的水和沙子         D.盛水和沙子的容器相同
(3)在此實驗中,用加熱時間的長短來表示物質吸收熱量的多少.
(4)分析實驗數據可知:質量相同的水和沙子,升高相同的溫度時,水吸收的熱量大于(填“大于”或“小于”)沙子吸收的熱量.
(5)下列事實能用該實驗結果解釋的是C(填選項前字母).
A.長期堆放煤的水泥地面變成黑色          B.用鹽水腌雞蛋,一段時間后蛋會變咸
C.沿海地區晝夜溫差會比內陸地區小      D.夏天給教室灑水,感覺涼爽.

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