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初中科学
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解答题
1.
(2020·宁波)
现有一个粗细均匀的金属圆环,它是由一段铜丝和一段同种材料制成的电阻丝连接而成的。为了研究它的导电性,小科把它接入到如图甲所示的电路中。实验时,小科先将触点M与圆环上的A点连接,再移动滑动变阻器R
1
的滑片P移至最右端后,闭合开关S,将触点N从A开始沿逆时针方向滑动一周,在触点N滑动的过程中,触点M、N之间的电阻等效于一个变化的电阻,记为R
MN
。设滑过弧MN的长为x,电流表示数I与x之间的关系如图乙所示。已知电源电压恒为4.5V,铜丝的阻值不计,触点接触良好。粗细均匀、同种材料制成的电阻丝阻值与其长度成正比。
(1) 由图乙可知,该金属圆环中铜丝的长度是
cm。
(2) 在触点N滑动过程中,R
MN
的最大值是多少?
(3) 每1cm电阻丝的阻值是
Ω。(提示:图甲中M、N之间的电阻等效于M、N之间两段弧形金属丝并联后的总电阻)
(4) 如图内所示,把M、N接到圆环其中一条直径的两端,将滑片P移到最左端后闭合开关S,通电lmin,电路消耗的电能为W。求W的最大值。(计算过程中不需要说明取最大值的理由)
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