12.如圖所示,某同學用兩個滑動變阻器研究分壓電路的特點.使用器材如下:兩個阻值分別為(0~10Ω)和(0~50Ω)的滑動變阻器、電動勢為3V的電源及電鍵、導線若干.閉合電鍵后,將電路圖甲中所示的電流標記為I1和I2

(1)根據(jù)電路圖甲,用筆代替導線補充畫完實物圖乙中缺少的導線.
(2)當PA保持在最右端時,將PB從左端滑動至右端的過程中,發(fā)現(xiàn)電流I2相對變化更小,則說明圖甲、乙中A電阻的阻值為0~50Ω(選填“0~10Ω”或“0~50Ω”).
(3)某同學按如下操作:
①將PA滑片調(diào)整到某位置,任意移動PB滑片;
②將PB滑片調(diào)整到某位置,任意移動PA滑片.
得到兩條U-I1的直線圖象如圖丙所示.根據(jù)圖象數(shù)據(jù)可知,電源內(nèi)阻為2Ω;當電流I1在圖中等于0.1A時,滑動變阻器B消耗的電功率為0.6W.

分析 (1)明確實驗原理圖,根據(jù)實物圖的連接方法可得出對應的實物圖;
(2)分析電路結(jié)構(gòu),明確兩滑動變阻器的連接方法,從而根據(jù)實驗的現(xiàn)象明確電阻的接入情況;
(3)根據(jù)兩滑動變阻器的變化,明確對應的圖象,再根據(jù)圖象規(guī)律結(jié)合串并聯(lián)電路的規(guī)律可求得電源內(nèi)阻及B滑片不動時B的右側(cè)接入電阻;再由功率公式可求得B滑動變阻器的功率.

解答 解:(1)根據(jù)原理圖可得出對應的實物圖如圖所示;
(2)當PA保持在最右端時,A電阻接入最大電阻,總電阻與B電阻的右半部分并聯(lián);因I2變化較小,說明B中電阻相對A中電阻較大,從而對電路的影響較;故A為小電阻,B為大電阻;故答案為0~10Ω;
(3)由題意可知,當保持PA不動時,電壓與電流I1的伏安特性曲線為A的電阻;由圖可知,其阻值RA=$\frac{1.2}{0.1}$=12Ω;
當PB不動時,電壓與電流的關系是通過滑動變阻器輸出電壓與電流之間的關系;輸出的最大電壓為1.5V;
即設B與A并聯(lián)電阻為R;則有:
1.5=$\frac{E}{10+r}×R$
且當電壓為1.2V時,I1=0.1A;
1.8=(0.1+$\frac{1.2}{R}$)(10-R+r)
聯(lián)立解得:r=2Ω;R=6Ω;
滑動變阻器B右半部分電流I2=$\frac{1.2}{6}$=0.2A;
左側(cè)電流:I2′=0.1+0.2=0.3A
故滑動變阻器B消耗的功率P=I22(10-R)+I22R=0.6W;

故答案為:(1)如圖所示;
(2)0~10Ω
(3)2   0.6

點評 本題考查電阻的測量實驗,要注意正確分析實驗原理,明確兩伏安特性曲線的性質(zhì),結(jié)合串并聯(lián)電路的規(guī)律即可求解.

練習冊系列答案
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①斷開開關S1、S2,把電阻箱的阻值調(diào)至最大(填“大”或“小”);
②多用電表接a、b,選擇直流電壓5V擋,閉合開關S1、S2,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,此時表盤指針指在如圖乙的P位置,則讀得U1=1.25V,斷開開關S1、S2
③多用電表改接c、d,選擇直流電流500mA擋,保持電阻箱阻值不變,閉合開關S1,此時表盤指針指在如圖乙的Q位置,則讀得I1=0.355A,斷開開關;
④用U1和I1列出計算電動勢E和內(nèi)阻r的表達式:E=U1+I1r..

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(2)不改變初速度,現(xiàn)改變F,讓物塊能夠由A點運動到B點的過程中力F做功最小,則最小功為多少?

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(1)根據(jù)上述圖線,計算0.4s時木塊的速度v=0.40m/s,木塊加速度a=1.0m/s2;(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)
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