问题补充:
小明用如图所示的电路,研究通过导体的电流与导体电阻的关系.他保持电源电压不变,闭合开关,移动滑动变阻器R2的滑片P至某一位置后不再改变,仅改变电阻箱R1的阻值,测得相应的电流值,如表所示.
实验序号R1/ΩI/A①50.4②100.3③200.2(1)小明在实验时,滑动变阻器R2接入电路中的电阻多大?电源电压多大?
(2)分析表中数据可知:电流与电阻不成反比.经过反思,小明不改变电路的连接,在原来的第①次实验基础上,仍将电阻箱R1的阻值分别调为10Ω和20Ω,正确操作,重新进行第②次和第③次实验,分析测得的数据,发现电流与电阻成反比,则小明改进后的第③次实验滑动变阻器R2消耗的电功率多大?
答案:
解:(1)电源电压为U,滑动变阻器接入电路中的电阻为R2.
U=I(R+R2)=0.4A×(5Ω+R2)
U=I′(R′+R2)=0.3A×(5Ω+R2)
则0.4A×(5Ω+R2)=0.3A×(5Ω+R2)
解得R2=10Ω,U=6V
(2)改进后的第3此实验
电阻箱两端的电压U3=U1=I1R1=0.4A×5Ω=2V
中的电流I===0.1A
滑动变阻器两端的电压U滑=U-U3=6V-2V=4V
滑动变阻器消耗的电功率P滑=U滑I=4V×0.1A=0.4W
答:(1)电路滑动变阻器R2接入电路中的电阻10Ω;电源电压6V;(2)滑动变阻器R2消耗的电功为0.4W.
解析分析:(1)解决此题的关键是电源电压不变.根据串联电路的总电压等于各串联电路的电压之和列出关系式.
在列关系式时要用到欧姆定律及其变形公式.
(2)要探究电流与电阻的关系,需保持电阻两端的电压不变.首先根据①求出电压的值.然后根据③求出电路中的电流及滑动变阻器两端的电压,根据公式P=UI便可求得滑动变阻器的电功率.
点评:此题考查了欧姆定律的应用及电功率的计算,掌握欧姆定律和电功率的公式并能灵活运用.解决(1)的关键是电源电压不变;解决(2)的关键是电阻箱两端的电压不变.
小明用如图所示的电路 研究通过导体的电流与导体电阻的关系.他保持电源电压不变 闭合开关 移动滑动变阻器R2的滑片P至某一位置后不再改变 仅改变电阻箱R1的阻值 测得相