8.如圖所示的電路中,電源由6個電動勢?0=1.5V,內(nèi)電阻r0=0.1Ω的相同電池串聯(lián)而成,定值電阻R1=4.4Ω、R2=6Ω,R2允許消耗的最大電功率Pmax=3.375W,R3是可變電阻,若R3=12Ω時,電源的輸出功率P=8.4W,若要使R2消耗功率達(dá)到最大電功率,則R3阻值應(yīng)調(diào)至30Ω.

分析 (1)求出外電路總電阻,由閉合電路歐姆定律求解通過電池的電流.由P=I2R求出電源的輸出功率.
(2)R2允許消耗的最大電功率為Pm=3.375W,由公式P=$\frac{{U}_{\;}^{2}}{R}$求出R2的最大電壓,由歐姆定律求出可變電阻R3的最大電阻,即可求解其變化范圍.

解答 解:外電路總電阻為$R=\frac{{R}_{2}^{\;}{R}_{3}^{\;}}{{R}_{2}^{\;}+{R}_{3}^{\;}}+{R}_{1}^{\;}=8.4Ω$
則通過電池的電流$I=\frac{6{?}_{0}^{\;}}{6{r}_{0}^{\;}+R}=\frac{6×1.5}{6×0.1+8.4}A=1A$
電源的輸出功率為$P={I}_{\;}^{2}R={1}_{\;}^{2}×8.4=8.4W$
由${P}_{m}^{\;}=\frac{{U}_{m}^{2}}{{R}_{2}^{\;}}$,得${R}_{2}^{\;}$的最大電壓${U}_{m}^{\;}=4.5V$,最大電流為${I}_{m}^{\;}=\frac{{U}_{m}^{\;}}{{R}_{2}^{\;}}=0.75A$
I=$\frac{6{E}_{0}^{\;}-{U}_{m}^{\;}}{6r+{R}_{1}^{\;}}=\frac{9-4.5}{0.6+4.4}=0.9A$
通過${R}_{3}^{\;}$的電流為${I}_{3}^{\;}=I-{I}_{m}^{\;}=0.9-0.75=0.15A$
則${R}_{3}^{\;}$的最大阻值為${R}_{3m}^{\;}=\frac{{U}_{m}^{\;}}{{I}_{3}^{\;}}=\frac{4.5V}{0.15A}=30Ω$
故答案為:8.4W;  30

點(diǎn)評 本題第2問是電路變化動態(tài)分析與計算的結(jié)合,要分析出當(dāng)R3的阻值變化與R2允許消耗的功率關(guān)系.

練習(xí)冊系列答案
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1.如圖,水平地面上有一楔形物體b,b的斜面上有一小物塊a;a與b之間、b與地面之間均存在摩擦.現(xiàn)用一根細(xì)繩拉著a和b一起以V0向左勻速運(yùn)動,某時刻細(xì)繩突然斷裂;與繩斷前相比,可能( 。
A.a與b之間的壓力減少,且a相對b向下滑動
B.a與b之間的壓力增大,且a相對b向上滑動
C.a與b之間的壓力增大,且a相對b靜止不動
D.b與地面之間的壓力不變,且a相對b向上滑動

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19.在如圖(a)所示的電路中,Rl為定值電阻,R2為滑動變阻器,電表均為理想電表.閉合開關(guān)S,將滑動變阻器的滑片P從最右端滑到最左端,兩個電壓表讀數(shù)隨電流表讀數(shù)變化的圖線如圖(b)所示.則( 。
A.滑動變阻器R2的最大功率為0.9WB.電源的最大輸出功率為1.8W
C.電源內(nèi)電阻的阻值為10ΩD.甲是電池的伏安特性曲線圖線

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

16.質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子質(zhì)量或分析同位素的重要設(shè)備,它的構(gòu)造原理如圖所示,粒子源S產(chǎn)生的各種不同正離子束(速度可視為零),經(jīng)MN間的加速電壓U加速后,從小孔S1垂直于磁感線進(jìn)入勻強(qiáng)磁場,運(yùn)轉(zhuǎn)半周后到達(dá)照相底片上的P點(diǎn).設(shè)P到S1的距離為x,則( 。
A.若粒子束是同位素,則x越大對應(yīng)的粒子質(zhì)量越小
B.若粒子束是同位素,則x越大對應(yīng)的粒子質(zhì)量越大
C.只要x相同,對應(yīng)的粒子質(zhì)量一定相同
D.只要x相同,對應(yīng)的粒子電量一定相等

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3.電動勢為E,內(nèi)阻為r的電源與定值電阻R1、R2及滑動變阻器R連接成如圖所示的電路,當(dāng)滑動變阻器的滑片由中點(diǎn)滑向a端時,下列說法正確的是(  )
A.電流表和電壓表的示數(shù)都增大
B.電流表和電壓表的示數(shù)都減小
C.電壓表的示數(shù)增大,電流表的示數(shù)減小
D.電壓表的示數(shù)減小,電流表的示數(shù)增大

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13.如圖所示電路中,電源電動勢為E、內(nèi)阻為r、電阻R2為定值電阻,R1為滑動變阻器,A、B為水平放置的電容器的上下兩個極板,當(dāng)滑動變阻器R1處于某位置時,A、B兩板間的帶電油滴恰好懸浮不動,則下列說法中正確的是(  )
A.兩極板A、B輕微向上逆時針旋轉(zhuǎn)相同角度(保持平行)其他條件不變時,油滴可能水平向左運(yùn)動
B.移動R1的滑動觸頭且其他條件不變時,電壓表的讀數(shù)增大了△U,則電阻R2兩端的電壓減小了△U
C.R1滑動觸頭向左移動且其他條件不變時,帶電油滴向上運(yùn)動
D.R1滑動觸頭向右移動且其他條件不變時,R2上消耗的熱功率變大

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

20.A、B兩位同學(xué)看到了這樣一個結(jié)論:“由理論分析可得,彈簧的彈性勢能公式為EP=$\frac{1}{2}$kx2(式中k為彈簧的勁度系數(shù),x為彈簧的形變量)”.為驗(yàn)證這一結(jié)論,A、B兩位同學(xué)設(shè)計了如下的實(shí)驗(yàn):
①首先他們都進(jìn)行了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn):將一根輕質(zhì)彈簧豎直掛起,在彈簧的另一端掛上一個已知質(zhì)量為m的小鐵球,穩(wěn)定后測得彈簧伸長量為d;
②A同學(xué)完成步驟①后,接著進(jìn)行了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn):將這根彈簧豎直的固定在水平桌面上,并把小鐵球放在彈簧上,然后豎直地套上一根帶有插銷孔的長透明塑料管,利用插銷壓縮彈簧;拔掉插銷時,彈簧對小鐵球做功,使小鐵球彈起,測得彈簧的壓縮量為x時,小鐵球上升的最大高度為H.
③B同學(xué)完成步驟①后,接著進(jìn)行了如圖丙所示的實(shí)驗(yàn).將這根彈簧放在一光滑水平桌面上,一端固定在豎直墻上,另一端被小球壓縮,測得壓縮量為x,釋放彈簧后,小球從高為h的桌面上水平拋出,拋出的水平距離為L.
(1)A、B兩位同學(xué)進(jìn)行圖甲所示實(shí)驗(yàn)的目的是為了確定彈簧的勁度系數(shù),用m、d、g表示勁度系數(shù)k=$\frac{mg}kacae2q$.
(2)如果EP=$\frac{1}{2}$kx2成立,那么A同學(xué)測出的物理量x與d、H的關(guān)系式是:x=$\sqrt{2dH}$;B同學(xué)測出的物理量x與d、h、L的關(guān)系式是:x=L$\sqrt{\frac0awu8uc{2h}}$.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

17.一臺電動機(jī)的輸出功率是10kW,這表明該電動機(jī)正常工作時( 。
A.每秒鐘消耗電能10 kWB.每秒鐘對外做功10 kW
C.每秒鐘電樞線圈產(chǎn)生電熱10 kJD.每秒鐘對外做功10 kJ

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18.連線題(將下面定律定則原理與其相應(yīng)的事實(shí)用連線連接)

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