在課外活動(dòng)中,朱老師給出了下列器材:電源(電壓為6v)、一個(gè)定值電阻(9Ω)、一個(gè)滑動(dòng)變阻器(最大阻值是30Ω)、電壓表、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干.活動(dòng)中小明同學(xué)設(shè)計(jì)的電路如圖所示,在正確連線和調(diào)節(jié)滑片后,小明測(cè)出的數(shù)據(jù)如下表一所示.
表一:
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8
電壓表示數(shù)(V) 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0
電流表示數(shù)(A) 0.17 0.22 0.28 0.34 0.39 0.44 0.50 0.56
功率(W) 0.77 0.88 0.98 1.02 0.98 0.88 0.75 0.56
小明通過(guò)分析數(shù)據(jù)提出了一個(gè)猜想:“在電源電壓不變的情況下,圖中的定值電阻和滑動(dòng)變阻器的阻值相等時(shí),滑動(dòng)變阻器的功率最大”.為了驗(yàn)證猜想是否正確,小明用一個(gè)阻值為10Ω的電阻把原電路中的定值電阻換下,進(jìn)行了一次驗(yàn)證,數(shù)據(jù)記錄如下表二.
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4
電壓表示數(shù)(V) 4.5 4.0 3.5 3.0
電流表示數(shù)(A) 0.15 0.20 0.25 0.30
變阻器電阻(Ω) 30.0 20.0 14.0 10.0
變阻器功率(W) 0.68 0.80 0.86 0.90
(1)由于粗心,小明沒(méi)有在表格一中寫(xiě)明是什么器材的功率,你認(rèn)為它是什么物理器材的功率?并寫(xiě)出它的“功率”的變化情況.
(2)根據(jù)表二,你認(rèn)為小明這次實(shí)驗(yàn)是否能驗(yàn)證其猜想?簡(jiǎn)述理由.
(3)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)室有三個(gè)定值電阻,阻值分別是20Ω、30Ω、40Ω.為了繼續(xù)驗(yàn)證小明的猜想,必須更換原來(lái)的電阻(9Ω),應(yīng)該選擇組值多大的定值電阻?更換好合適的定值電阻后,小明還想使電路的總功率達(dá)到最。娐返目偣β蔬_(dá)到最小時(shí),滑動(dòng)變阻器阻值必須調(diào)到多大?電路的最小總功率是多大?
分析:(1)首先判斷電流表和電壓表分別是測(cè)量的是哪一個(gè)用電器,再根據(jù)公式P=UI來(lái)判斷是什么物理器材的功率,再根據(jù)電阻和電功率的變化得出結(jié)論.
(2)看結(jié)論是否正確,就看一下定值電阻和滑動(dòng)變阻器的阻值相等時(shí),比較一下定值電阻消耗的電功率和滑動(dòng)變阻器消耗的電功率,是不是滑動(dòng)變阻器的功率最大即可.
(3)為了保證定值電阻和滑動(dòng)變阻器的阻值相等,在選擇時(shí)滑動(dòng)變阻器的最大阻值應(yīng)大于定值電阻R的阻值;要想讓電路的總功率達(dá)到最小,電路中的電阻應(yīng)達(dá)到最大,再利用公式P=
U2
R
計(jì)算電功率.
解答:解:
(1)定值電阻R與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電流表測(cè)量的是整個(gè)電路中的電流,電壓表測(cè)量的是滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,由公式P=UI可知,電功率是滑動(dòng)變阻器的電功率;電流表的示數(shù)變大,說(shuō)明電路中的總電阻變小,故滑動(dòng)變阻器的電阻變小,而滑動(dòng)變阻器的功率先變大后變小.
(2)不能.為了驗(yàn)證定值電阻和滑動(dòng)變阻器的阻值相等時(shí),滑動(dòng)變阻器的功率最大,應(yīng)該保持定值電阻和滑動(dòng)變阻器的阻值相同,同為10Ω,而滑動(dòng)變阻器的阻值一直在變化,滑動(dòng)變阻器的功率一直變大.
(3)為了保證定值電阻和滑動(dòng)變阻器的阻值相等,在選擇時(shí)滑動(dòng)變阻器的最大阻值應(yīng)大于定值電阻R的阻值,因此選擇20Ω的定值電阻;
要想讓電路中的電阻達(dá)到最大,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)位于阻值最大處,因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)調(diào)到30Ω;
R=R+R=20Ω+30Ω=50Ω,
P=
U2
R
=
(6V)2
50Ω
=0.72W.
答:
(1)是滑動(dòng)變阻器的功率.隨著滑動(dòng)變阻器阻值的減小,滑動(dòng)變阻器的功率先變大后變。
(2)不能,因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器的功率一直變大.
(3)選擇20Ω的定值電阻;滑動(dòng)變阻器應(yīng)調(diào)到30Ω;電路的最小總功率為0.72W.
點(diǎn)評(píng):本題考查了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)分析能力,可以根據(jù)電路圖進(jìn)行判斷,并可以根據(jù)題意來(lái)判斷滑動(dòng)變阻器滑片的位置,以及根據(jù)公式P=
U2
R
計(jì)算電功率.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:解答題

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表一:
實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345678
電壓表示數(shù)(V)4.54.03.53.02.52.01.51.0
電流表示數(shù)(A)0.170.220.280.340.390.440.500.56
功率(W)0.770.880.981.020.980.880.750.56
小明通過(guò)分析數(shù)據(jù)提出了一個(gè)猜想:“在電源電壓不變的情況下,圖中的定值電阻和滑動(dòng)變阻器的阻值相等時(shí),滑動(dòng)變阻器的功率最大”.為了驗(yàn)證猜想是否正確,小明用一個(gè)阻值為10Ω的電阻把原電路中的定值電阻換下,進(jìn)行了一次驗(yàn)證,數(shù)據(jù)記錄如下表二.
實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234
電壓表示數(shù)(V)4.54.03.53.0
電流表示數(shù)(A)0.150.200.250.30
變阻器電阻(Ω)30.020.014.010.0
變阻器功率(W)0.680.800.860.90
(1)由于粗心,小明沒(méi)有在表格一中寫(xiě)明是什么器材的功率,你認(rèn)為它是什么物理器材的功率?并寫(xiě)出它的“功率”的變化情況.
(2)根據(jù)表二,你認(rèn)為小明這次實(shí)驗(yàn)是否能驗(yàn)證其猜想?簡(jiǎn)述理由.
(3)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)室有三個(gè)定值電阻,阻值分別是20Ω、30Ω、40Ω.為了繼續(xù)驗(yàn)證小明的猜想,必須更換原來(lái)的電阻(9Ω),應(yīng)該選擇組值多大的定值電阻?更換好合適的定值電阻后,小明還想使電路的總功率達(dá)到最。娐返目偣β蔬_(dá)到最小時(shí),滑動(dòng)變阻器阻值必須調(diào)到多大?電路的最小總功率是多大?

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科目:初中物理 來(lái)源:2010年江蘇省無(wú)錫市外國(guó)語(yǔ)學(xué)校中考物理模擬試卷(解析版) 題型:解答題

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表一:
實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345678
電壓表示數(shù)(V)4.54.03.53.02.52.01.51.0
電流表示數(shù)(A)0.170.220.280.340.390.440.500.56
功率(W)0.770.880.981.020.980.880.750.56
小明通過(guò)分析數(shù)據(jù)提出了一個(gè)猜想:“在電源電壓不變的情況下,圖中的定值電阻和滑動(dòng)變阻器的阻值相等時(shí),滑動(dòng)變阻器的功率最大”.為了驗(yàn)證猜想是否正確,小明用一個(gè)阻值為10Ω的電阻把原電路中的定值電阻換下,進(jìn)行了一次驗(yàn)證,數(shù)據(jù)記錄如下表二.
實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234
電壓表示數(shù)(V)4.54.03.53.0
電流表示數(shù)(A)0.150.200.250.30
變阻器電阻(Ω)30.020.014.010.0
變阻器功率(W)0.680.800.860.90
(1)由于粗心,小明沒(méi)有在表格一中寫(xiě)明是什么器材的功率,你認(rèn)為它是什么物理器材的功率?并寫(xiě)出它的“功率”的變化情況.
(2)根據(jù)表二,你認(rèn)為小明這次實(shí)驗(yàn)是否能驗(yàn)證其猜想?簡(jiǎn)述理由.
(3)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)室有三個(gè)定值電阻,阻值分別是20Ω、30Ω、40Ω.為了繼續(xù)驗(yàn)證小明的猜想,必須更換原來(lái)的電阻(9Ω),應(yīng)該選擇組值多大的定值電阻?更換好合適的定值電阻后,小明還想使電路的總功率達(dá)到最。娐返目偣β蔬_(dá)到最小時(shí),滑動(dòng)變阻器阻值必須調(diào)到多大?電路的最小總功率是多大?

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