17.小紅同學(xué)自制了一個(gè)卡通福娃,她想用亮度可調(diào)節(jié)的紅、綠燈做它的眼睛,她選用規(guī)格為“12V 0.5A”的紅燈和“12V 1A”的綠燈及“50Ω 1.5A”的滑動(dòng)變阻器燈元件設(shè)計(jì)了如圖電路.當(dāng)閉合開關(guān)S、S1、S2、滑動(dòng)變阻器的滑片P移至b端時(shí),兩燈都正常發(fā)光(電源電壓不變).問:
(1)電源電壓為多少伏?
(2)兩燈都正常發(fā)光時(shí)電流表的示數(shù)為多少?
(3)S、S2閉合、S1斷開,電流表示數(shù)為0.25A時(shí),滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為多少?
(4)通過電流表的最大電流和最小電流是多少?

分析 (1)當(dāng)閉合開關(guān)S、S1、S2,滑動(dòng)變阻器的滑片P移至b端時(shí),兩燈泡并聯(lián),電流表測(cè)干路電流,根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓與額定電壓相等確定電源的電壓;
(2)兩燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流和額定電流相等,根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出電流表的示數(shù);
(3)S、S2閉合、S1斷開時(shí),滑動(dòng)變阻器R1與綠燈串聯(lián),電流表測(cè)電路中的電流,根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻和綠燈的電阻,利用電阻的串聯(lián)求出滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻;
(4)兩燈泡并聯(lián)且滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為零時(shí)電流表的示數(shù)最大,根據(jù)歐姆定律求出紅燈的電阻,兩燈中電阻最大和變阻器最大阻值串聯(lián)時(shí)電路中的電流最小,根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電流表的最小示數(shù).

解答 解:(1)當(dāng)閉合開關(guān)S、S1、S2,滑動(dòng)變阻器的滑片P移至b端時(shí),兩燈泡并聯(lián),
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,且兩燈泡均正常發(fā)光,
所以,電源的電壓U=U=U=12V;
(2)兩燈都正常發(fā)光時(shí)通過它們的電流分別為I=0.5A,I=1A,
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,
所以,干路電流表的示數(shù):
I=I+I=0.5A+1A=1.5A;
(3)S、S2閉合、S1斷開時(shí),滑動(dòng)變阻器R1與綠燈串聯(lián),電流表測(cè)電路中的電流,
由I=$\frac{U}{R}$可得,電路中的總電阻和綠燈的電阻分別為:
R=$\frac{U}{I′}$=$\frac{12V}{0.25A}$=48Ω,R=$\frac{{U}_{綠}}{{I}_{綠}}$=$\frac{12V}{1A}$=12Ω,
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
所以,滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻:
R1=R-R=48Ω-12Ω=36Ω;
(4)兩燈泡并聯(lián)且滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為零時(shí),電路中的電流最大,電流表的最大示數(shù)為1.5A;
紅燈的電阻:
R=$\frac{{U}_{紅}}{{I}_{紅}}$=$\frac{12V}{0.5A}$=24Ω,
因R>R,
所以,當(dāng)S、S1閉合、S2斷開,滑片位于a端時(shí),電流表的示數(shù)最小,
則電流表的最小示數(shù):
I=$\frac{U}{{R}_{1}{+R}_{紅}}$=$\frac{12V}{50Ω+24Ω}$≈0.16A.
答:(1)電源電壓為12V;
(2)兩燈都正常發(fā)光時(shí)電流表的示數(shù)為1.5A;
(3)S、S2閉合、S1斷開,電流表示數(shù)為0.25A時(shí),滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為36Ω;
(4)通過電流表的最大電流為1.5A,最小電流為0.16A.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點(diǎn)以及歐姆定律的應(yīng)用,關(guān)鍵是開關(guān)閉合、斷開時(shí)電路連接方式的判斷.

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能源種類汽油(q汽油=4.5×107J/kg
ρ汽油=0.7×103kg/m3
電能
牽引力600N600N
行使100km油粍8×10-3m320kW•h
二氧化碳排放量每消耗1kg汽油排放2kg二氧化碳0
轉(zhuǎn)速2400轉(zhuǎn)/min2400轉(zhuǎn)/min
最大時(shí)速40km/h40km/h
A.該燃油汽車每秒鐘完成40個(gè)做功沖程
B.該燃油汽車的效率為17%
C.該燃油汽車的功率為667W
D.從環(huán)保的角度,用電動(dòng)車取代了燃油汽車,有利于減少尾氣污染、熱污染、噪聲污染等

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