王强和科技小组的同学们制作了一个可调节多档位电热器模型.为了分析接入电路的发热电阻对电热器电功率的影响,他们将电表接入电路中,其电路原理图如图所示,其中R1是电热器的

发布时间:2020-07-29 20:44:25

王强和科技小组的同学们制作了一个可调节多档位电热器模型.为了分析接入电路的发热电阻对电热器电功率的影响,他们将电表接入电路中,其电路原理图如图所示,其中R1是电热器的发热电阻,R2是调节电阻,其最大阻值是20Ω.
(1)当滑动变阻器滑片滑到中点时,电流表的示数为0.6A,电压表的示数为6V,求电源电压和R1的阻值?
(2)当电热器发热功率最大时,10min产生的热量是多少?
(3)当电热器发热功率最小时,电热器R1的发热功率多大?

网友回答

解:(1)当滑动变阻器滑片滑到中点时,滑动变阻器两端的电压U2=IR中=0.6A×10Ω=6V,
电源电压U=U1+U2=6V+6V=12V,
电阻R1的阻值R1===10Ω.
答:电源电压和R1的阻值分别为12V和10Ω.
(2)当滑动变阻器接入电路电阻为0时,滑片移到最右端,电热器发热功率最大,
10min产生的热量Q=W=t=×10×60s=8640J.
答:当电热器发热功率最大时,10min产生的热量是8640J.
(3)当滑动变阻器接入电路电阻最大时,滑片移到最左端,电热器发热功率最小,
此时电路中电流I1===0.4A,
电热器发热功率P小=I12R1=(0.4A)2×10Ω=1.6W.
答:电热器R1的发热功率为1.6W.
解析分析:(1)两电阻串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量总电流,当滑动变阻器滑片滑到中点时,根据公式U=IR可求滑动变阻器两端的电压,根据串联电压的规律进一步求出电源电压,利用公式R=可求R1的阻值.
(2)根据公式P=可知,当电路中电阻最小时,电热器发热功率最大,也就是说滑动变阻器接入电路电阻为0,滑片移到最右端,根据公式Q=W=t可求10min产生的热量.
(3)根据公式P=可知,当电路中电阻最大时,电热器发热功率最小,也就是说滑动变阻器接入电路电阻最大,滑片移到最左端,根据欧姆定律求出电路电流,再利用公式P=I2R求出电热器R1的发热功率.

点评:本题考查电压、电阻、产生热量、电流、电功率等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是知道滑片移到过程中电路的连接情况,要知道串联电路电流、电压和电阻的规律,解题过程中还要注意单位的换算.
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