分析 (1)根據(jù)并聯(lián)電路電阻規(guī)律求出其總電阻表達(dá)式,利用極限求出R2與Rf并聯(lián)的最大總電阻,利用串聯(lián)電路分壓特點(diǎn)、歐姆定律及電功率公式P=U2R求出R1的最小電功率;
(2)a、b兩端不接電阻時(shí),電阻R1和R2串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)求出電阻R2兩端的電壓即為c、d兩端的空載電壓,由題意求出c、d兩端的最小電壓,進(jìn)而此時(shí)電阻R1兩端的最大電壓,利用歐姆定律和串聯(lián)電路電流特點(diǎn)求出Rf的最小阻值,從而得其阻值范圍.
解答 解:(1)由電路圖可知,R2與Rf并聯(lián),
根據(jù)并聯(lián)電路電阻規(guī)律可知,其總電阻:
R并=R2RfR2+Rf=20Ω×Rf20Ω+Rf=20Ω20ΩRf+1≤20Ω,
即R2與Rf并聯(lián)的最大總電阻為20Ω,
根據(jù)串聯(lián)電路分壓特點(diǎn)可知,R并兩端的電壓最大,
此時(shí)電阻R1兩端的電壓最小,根據(jù)P=U2R可知,R1的電功率最小,
根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律可知,電路總電阻:
R總=R1+R并=10Ω+20Ω=30Ω,
則電路中的電流:
I=UR總(cāng)=6V30Ω=0.2A,
由歐姆定律得,電阻R1兩端的電壓:
U1=IR1=0.2A×10Ω=2V,
則R1的最小電功率:
P1=U21R1=(2V)210Ω=0.4W,
(2)a、b兩端不接電阻時(shí),電阻R1和R2串聯(lián),
根據(jù)串聯(lián)電路分壓特點(diǎn)可知,U1U2=R1R2=12,
又因?yàn)閁1+U2=U=6V,
聯(lián)立以上兩式可解得:U1=2V,U2=4V,
即:c、d兩端的空載電壓U空載=U2=4V,
由題意知,a、b兩端接不同的電阻Rf時(shí),c、d兩端的最小電壓::
Ucd=60%U空載=60%×4V=2.4V,
則此時(shí)電阻R1兩端的最大電壓:
U1′=U-Ucd=6V-2.4V=3.6V,
電路中的最大電流:
I′=U′1R1=3.6V10Ω=0.36A,
則有:I′=UcdR1RfR1+Rf=2.4V20Ω×Rf20Ω+Rf=0.36A,
解得:Rf=10Ω,即為a、b兩端接入的最小電阻;
則Rf的阻值范圍應(yīng)為Rf≥10Ω.
故答案為:0.4;Rf≥10Ω.
點(diǎn)評(píng) 本題主要考查串并聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律的應(yīng)用及電功率的計(jì)算等知識(shí),關(guān)鍵要會(huì)利用極限求出并聯(lián)電路的總電阻,對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)知識(shí)要求較高,有一定的難度.
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題
實(shí)驗(yàn) 序號(hào) | R0 (Ω) | RAB (Ω) | I (A) | U (V) |
1 | 5 | 5 | 0.60 | |
2 | 5 | 10 | 0.40 | |
3 | 5 | 15 | 0.30 | |
4 | 5 | 20 | 0.24 |
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:填空題
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題
實(shí)驗(yàn)次數(shù) | I/A | AB間電阻值R/Ω |
1 | 0.80 | 5 |
2 | 0.60 | 10 |
3 | 0.48 | 15 |
4 | 0.40 | 20 |
5 | 0.34 | 25 |
6 | 0.30 | 30 |
電流/A | 1.20 | 0.60 | 0.40 | 0.30 | 0.24 | 0.20 |
電阻R/Ω | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 選用插座時(shí),所有家用電器都使用兩孔插座 | |
B. | 更換燈泡時(shí),不斷開電源開關(guān) | |
C. | 有人觸電時(shí),首先切斷電源 | |
D. | 用驗(yàn)電筆檢驗(yàn)時(shí),手指不接觸筆尾金屬體 |
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 甲物質(zhì)的沸點(diǎn)一定是80℃ | |
B. | 乙物質(zhì)的熔點(diǎn)一定是60℃ | |
C. | 甲物質(zhì)在4-6min內(nèi)一定持續(xù)吸收熱量 | |
D. | 乙物質(zhì)在6-10min內(nèi)一定是固液共存態(tài) |
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:填空題
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