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14.如圖所示,A、B兩端間電壓U=6V,且保持不變,R1=10Ω,R2=20Ω.a(chǎn)、b兩端接不同的電阻Rf時(shí),R1的電功率不同,其最小值為0.4W;a、b兩端不接電阻時(shí),c、d兩端的電壓稱為空載電壓,若要求c、d兩端的電壓不得低于空載電壓的60%,Rf的阻值范圍應(yīng)為Rf≥10Ω.

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=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=R1+R=10Ω+20Ω=30Ω,
則電路中的電流:
I=UR(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=2V210Ω=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′=U1R1=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.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題

4.某小組同學(xué)用如圖所示的電路探究“電流與電壓和電阻的關(guān)系”.他們選用定值電阻R0的阻值為5歐,然后把5歐、10歐、15歐和20歐四個(gè)定值電阻RAB先后接入電路的A、B兩點(diǎn)間,閉合開關(guān)S,將相應(yīng)電流表的示數(shù)記錄在表中.
實(shí)驗(yàn)
序號(hào)
R0
(Ω)
RAB
(Ω)
I
(A)
U
(V)
1550.60
25100.40
35150.30
45200.24
(1)小明要探究“電流與電壓的關(guān)系”,他應(yīng)以R0(選填“R0”或“RAB”)為研究對(duì)象.
(2)如果想通過(guò)表中第三列與第四列數(shù)據(jù),探究“電流與電阻的關(guān)系”,你認(rèn)為不可行(選填“可行”或“不可行”),理由是沒(méi)有控制電阻兩端的電壓不變.
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:填空題

5.如圖,墻壁上的平面鏡前立有一硬桿,來(lái)自桿頂Q點(diǎn)的一束光經(jīng)平面鏡反射,在天花板上顯示出一個(gè)光點(diǎn)P.
(1)畫出桿頂Q點(diǎn)在平面鏡中的像.
(2)移動(dòng)時(shí),桿的像大小會(huì)變大、變小還是不變?不變
(3)畫出平面鏡反射的光線并標(biāo)出光點(diǎn)P的位置.

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

2.如圖,將標(biāo)有“6V 3W”字樣的燈泡L1和標(biāo)有“6V 6W”字樣的燈泡L2串聯(lián)在電路中,使其中一個(gè)燈泡正常發(fā)光,另一個(gè)燈泡的實(shí)際功率不超過(guò)其額定功率,不考慮溫度對(duì)電阻的影響.求:
(1)燈泡L1正常工作時(shí)的電流;
(2)燈泡L2的電阻;
(3)電源電壓;
(4)此電路工作2分鐘消耗的電能.

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題

9.小芳在探究“通過(guò)導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體電阻的關(guān)系”時(shí),設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路,但稍作思考之后,就將電路改進(jìn)為如圖乙所示的電路.她這樣改進(jìn)有何好處?便于改變導(dǎo)體的電阻.

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,她保持電源電壓不變,通過(guò)調(diào)節(jié)電阻箱先后6次改變A、B間的電阻值,測(cè)得相應(yīng)的電流值如表1所示.
表1
實(shí)驗(yàn)次數(shù)I/AAB間電阻值R/Ω
10.805
20.6010
30.4815
40.4020
50.3425
60.3030
(1)小芳分析表1中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)總結(jié)不出電流跟電阻的定量關(guān)系,你認(rèn)為其原因是沒(méi)有控制電阻兩端的電壓不變.
(2)小芳認(rèn)真思考后發(fā)現(xiàn)了自己在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的錯(cuò)誤,并采取了正確的實(shí)驗(yàn)操作.你認(rèn)為小芳每次改變電阻后應(yīng)該采取的正確操作是:調(diào)節(jié)滑片使電壓表讀數(shù)不變.
(3)正確操作實(shí)驗(yàn)后,小芳將得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表2中,請(qǐng)分析表2中的數(shù)據(jù),你能得出什么探究結(jié)論?電壓一定時(shí),電流和電阻成反比.
表2
電流/A1.200.600.400.300.240.20
電阻R/Ω51015202530
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題

19.如圖所示,現(xiàn)要組裝一個(gè)由熱敏電阻控制的報(bào)警系統(tǒng),要求當(dāng)熱敏電阻的溫度達(dá)到或超過(guò)60℃時(shí),系統(tǒng)報(bào)警.提供的器材有:熱敏電阻(其阻值隨溫度的升高而減小,在60℃時(shí)阻值為650.0Ω),報(bào)警器(內(nèi)阻很小,通過(guò)的電流Ig超過(guò)10mA時(shí)就會(huì)報(bào)警,超過(guò)20mA時(shí)可能被損壞),電阻箱(最大阻值為999.9Ω),在此范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)出阻值準(zhǔn)確可讀的電阻值),電源(輸出電壓U約為18V,內(nèi)阻不計(jì)),滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為2000Ω),單刀雙擲開關(guān)S,導(dǎo)線若干.
(1)根據(jù)系統(tǒng)工作要求,電路接通前,應(yīng)先將滑動(dòng)變阻器滑片置于b(選填“a”或“b”)端,再將電阻箱調(diào)到一定的阻值,這一阻值為650.0Ω.
(2)將開關(guān)S向c(選填“c”或“d”)端閉合,緩慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,直至報(bào)警器開始報(bào)警;
(3)保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變,將開關(guān)S向另一端閉合,報(bào)警系統(tǒng)即可正常使用.

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

6.“全國(guó)中小學(xué)安全教育平臺(tái)”和物理學(xué)科都強(qiáng)調(diào)了安全用電.下列做法符合安全用電要求的是(  )
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

3.對(duì)甲、乙兩種物質(zhì)同時(shí)持續(xù)加熱,其溫度隨時(shí)間變化的圖象如圖所示,下列說(shuō)法正確的是( �。�
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

19.“嫦娥一號(hào)”艙體首次使用了我國(guó)自主研制的具有堅(jiān)固、輕巧、易于加工等特點(diǎn)的鋁鋰合金板材.從物理學(xué)角度看這種材料的物理屬性,例如:輕巧---密度小,易于加工---延展性好,堅(jiān)固---硬度大.

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同步練習(xí)冊(cè)答案
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