如圖所示是一個暗盒,盒內(nèi)有一個電池組(已知電壓為6伏特)、兩個阻值分別為R1和R2的電阻和若干導(dǎo)線組成的電路.盒內(nèi)電路分別跟盒外的四個接線端A、B、C、D相連接.若用安培表測量各接線端之間的電流,結(jié)果發(fā)現(xiàn):當(dāng)把安培表接在A、B兩端時,它的讀數(shù)為2安培;當(dāng)把安培表接在A、C兩端時,它的讀數(shù)為1安培;當(dāng)用導(dǎo)線將A、B連接起來后,再把安培表接在B、C兩端,它的讀數(shù)為1安培.根據(jù)上述測量結(jié)果,完成下列要求;
(1)在圖上畫出能表示盒內(nèi)電路連接情況的電路圖.
(2)若用導(dǎo)線將B、C連接起來后,再用安培表測量A、B之間的電流,它的讀數(shù)是多少?
(3)若在B、C之間接一個最大電阻為9歐姆的滑動變阻器R3,再用安培表連接A端和滑動變阻器的滑片P,如圖所示.則在滑片P由最下端移至最上端的過程中,安培表示數(shù)的變化范圍是多少?電源的最小輸出功率是多少?
分析:(1)電流表接在A、B之間,示數(shù)為2A,假設(shè)為圖甲;電流表接在A、C之間,示數(shù)為1A,假設(shè)為圖乙;綜合甲、乙兩圖.得到丙圖.導(dǎo)線連接A、B,電流表接在B、C兩端,R1與R2并聯(lián),電流表測R2支路電流,如圖;假設(shè)與題意相符,暗箱內(nèi)部連接如圖丙,根據(jù)R=
U
I
,求出R1和R2的阻值.
(2)導(dǎo)線連接B、C,電流表接在A、B之間,電流表測R1與R2干路電流,如圖戊;根據(jù)并聯(lián)電路電流特點求出電流表示數(shù).
(3)B、C間最大電阻為9Ω電阻R3,R1與R3的上半部串聯(lián),R2與R3的下半部串聯(lián),然后兩個串聯(lián)的部分又并聯(lián),在并聯(lián)電路中,當(dāng)兩個并聯(lián)電路電阻相等時,并聯(lián)電路的總電阻最大,電路中的電流最。(dāng)并聯(lián)電路中的一條支路上的電阻最小時,并聯(lián)電路的總電阻最小,電路電流最大.由此可求安培表示數(shù)的變化范圍.電路電流最小,電路總功率最。
解答:解:(1)經(jīng)分析,暗箱內(nèi)部連接如丙圖,

R1=
U
I1
=
6V
2A
=3Ω,R2=
U
I2
=
6V
1A
=6Ω.
(2)電路連接如圖戊,R1和R2并聯(lián),電流表測量干路電流,
I=I1+I2=2A+1A=3A.
(3)在B、C之間接一個最大電阻為9歐姆的滑動變阻器R3,再用安培表連接A端和滑動變阻器的滑片P,如圖所示:

R=R1+R2+R3=3Ω+6Ω+9Ω=18Ω.
兩個支路的電阻之和一定,當(dāng)滑片移動在某處時,使各支路電阻之和相等,且每條支路電阻R′各為9Ω,
并聯(lián)電路的總電阻最大為R=
R′
2
=
2
=4.5Ω,
干路電路I最大=
U
R
=
6V
4.5Ω
≈1.33A;
當(dāng)并聯(lián)電路中的一條支路上的電阻最小時,因R1<R2,即R2和R3串聯(lián)后再與R1并聯(lián),電路的總電阻最小,電路電流最大.
電路的總電阻R′=
R1(R2+R3
R1+(R1+R3
=
3Ω×(6Ω+9Ω)
3Ω+(6Ω+9Ω)
=2.5Ω,
干路中的電流I最小=
U
R
=
6V
2.5Ω
=2.4A;
所以電流表示數(shù)變化范圍是1.33A~2.4A.
電源的最小輸出功率P最小=UI最小=6V×
2
3
A=4W.
答:(1)電路圖如圖丙所示;
(2)用導(dǎo)線將B、C連接起來后,再用電流表測量A、B間的電流,它的讀數(shù)是3A;
(3)電流表示數(shù)變化范圍是1.33A~2.4A,電源最小輸出功率是4W.
點評:(1)對于暗箱問題,首先根據(jù)已知條件,進(jìn)行假設(shè),在假設(shè)條件下,計算結(jié)果與已知條件相符,假設(shè)正確,否則假設(shè)錯誤.
(2)電阻并聯(lián)時,兩個支路的總電阻一定時,當(dāng)并聯(lián)兩個支路的電阻相等時,并聯(lián)的總電阻最大;并聯(lián)電路中的一條支路上的電阻最小時,電路的總電阻最。
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如圖所示是一個暗盒,盒內(nèi)有一個電池組(已知電壓為12伏),兩個電阻分別為R1,R2的電阻和若干導(dǎo)線組成的電路.盒內(nèi)電路分別與盒外四個接線柱A、B、C、D相連接.若用電流表測量各接線柱之間的電流,發(fā)現(xiàn)當(dāng)把電流表接在A、B兩端時,讀數(shù)為4安;當(dāng)把電流表接在A、C兩端時,讀數(shù)為2安.當(dāng)用導(dǎo)線將A、B連接起來,再把電流表接在B、C兩端,它的讀數(shù)為2安,根據(jù)上述測量結(jié)果,完成下列要求:
(1)在下圖中畫出能表示盒內(nèi)連接電路情況的電路圖,并寫出R1,R2的電阻值.
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(2)用導(dǎo)線將B、C連接起來后,再用電流表測量A、B間的電流,它的讀數(shù)是多少?
(3)若在B、C間接一個最大電阻為9歐的滑動變阻器R3,再用電流表連接A端和滑動變阻器的滑片P,如圖所示,則在滑片P由最下端移到最上端的過程中,電源最小輸出功率是多少?
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(1)在下圖中畫出能表示盒內(nèi)連接電路情況的電路圖,并寫出R1,R2的電阻值.

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科目:初中物理 來源:1994年上海市第八屆初中物理競賽復(fù)賽試卷(普陀杯)(解析版) 題型:解答題

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