【题目】小明同学为了增加所设计机器人的可观赏性,他想用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛,现已知红灯L1规格为“6V 3W”,为了测出绿灯L2及电位器(滑动变阻器)R的规格,他选用红灯L1和绿灯L2及电位器R等元件涉及了如图所示电路(电源电压不变,不考虑灯丝电阻的变化).求:
(1)当闭合开关S、S1 , 断开S2 , 且电位器R的滑片P移至b端时,L1正常发光,流过L1的电流及电源的电压;
(2)当闭合开关S、S1和S2 , 且电位器的滑片P移至b端时,L2正常发光,电流表的示数增大了1A,灯L2的额定电压和额定功率;
(3)当闭合开关S、S2 , 断开S1 , 且电位器的滑片P移至R中点时,电流表的示数为0.25A,小明选用的电位器R的最大阻值;
(4)该电路消耗的最小电功率.
【答案】
(1)解:当闭合开关S、S1,断开S2,滑动变阻器的滑片P移至b端时,只有L1连入电路,
由P=UI可得,L1正常发光时的电流:I额1= =
=0.5A;
由于L1正常发光,则电源的电压U=U额1=6V;
答:流过L1的电流为0.5A,电源电压为6V;
(2)解:当闭合开关S、S1、S2,滑动变阻器的滑片P移至b端时,两灯泡并联,且两灯泡均正常发光,
由于并联电路中各支路两端的电压相等,所以,U额2=U额1=6V;
由题意可知此时干路电流增加1A,根据并联电路的电流特点可知灯L2的额定电流:
I额2=△I=1A;
所以,灯L2的额定功率:P额2=U额2I额2=6V×1A=6W;
答:灯L2的额定电压为6V,额定功率为6W;
(3)解:当闭合开关S、S2,断开S1,绿灯L2与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,
由欧姆定律可得,电路中的总电阻:
R= =
=24Ω,
由I= 可得,绿灯L2的电阻:
R2= =
=6Ω,
串联电路中总电阻等于各分电阻之和,则滑动变阻器接入电路中的电阻:
R中=R﹣R2=24Ω﹣6Ω=18Ω;
所以,滑动变阻器的最大电阻R=2R中=2×18Ω=36Ω;
答:小明选用的电位器R的最大阻值为36Ω;
(4)解:由I= 可得,红灯L21的电阻:R1=
=
=12Ω>6Ω,
所以当S、S1闭合、S2断开,滑片P在a端时,滑动变阻器的最大阻值与红灯L1串联,此时总电阻最大,电路中的电功率最小,
则最小总功率:Pmin= =
=0.75W.
答:该电路消耗的最小电功率为0.75W.
【解析】(1)利用P=UI即可求出L1正常发光,流过L1的电流;当闭合开关S、S1,断开S2,滑动变阻器的滑片P移至b端时,只有L1连入电路,根据灯泡正常发光时的电压与额定电压相等确定电源的电压;(2)当闭合开关S、S1、S2,滑动变阻器的滑片P移至b端时,两灯泡并联,由于两灯泡都正常发光;根据并联电路的特点即可求出灯L2的额定电压和电流,利用P=UI求出L2的额定功率;(3)当闭合开关S、S2,断开S1,且电位器的滑片P移至R中点时,L1与滑动变阻器串联,根据欧姆定律求出电路中的总电阻和R2,再根据电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的电阻,进而即可求出R的最大阻值;(4)根据欧姆定律求出R1与R2比较,电阻大的灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联时电路中的总电阻最大,根据P= 可知电路中的电功率最小,然后根据电阻的串联和电功率公式求出其大小.
【考点精析】认真审题,首先需要了解欧姆定律及其应用(欧姆定律的应用: ① 同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大.(R=U/I) ② 当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小.(I=U/R) ③ 当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大.(U=IR)),还要掌握电功率的计算公式(计算电功率公式:P =W/t ;P=UI ; 式中单位P→瓦(w);W→焦;t→秒;U→伏(V);I→安(A)计算电功率还可用公式:P=I2R和P= U2/R)的相关知识才是答题的关键.
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【题目】小明家离学校2km,他以5km/h的速度步行上学,出发5分钟后小明父亲发现小明的教科书忘记带上,立即以10km/h的速度沿小明上学的方向骑车去追小明;求:
(1)小明父亲经多少分钟能追上小明?
(2)如果小明父亲发现小明忘记带教科书的同时,小明也发现自己的教科书忘记带上并立即掉头返回,问小明与父亲在途中相遇时离学校多少千米(小数点后保留2位有效数字)?
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【题目】底面积为100cm2的平底圆柱形容器内装有适量的水,放置于水平桌面上.现将体积为500cm3 , 重为3N的木块A轻放入容器内的水中,静止后水面的高度为8cm,如图甲所示,若将一重为6N的物体B用细绳系于A的下方,使其恰好浸没在水中,如图乙所示(水未溢出),不计绳重及其体积,求:
(1)图甲中木块A静止时进入水中的体积;
(2)物体B的密度;
(3)图乙中水对容器底部的压强.
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【题目】在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,在水平木板上先后铺上粗糙程度不同的毛巾和棉布;让小车从斜面顶端由静止滑下,如图1所示,观察和比较小车在毛巾表面,棉布表面和木板表面滑行的距离.
(1)实验中每次均让小车从斜面顶端由静止滑下的目的是:使小车每次在水平面上开始滑行时速度大小___________(选填“相等”或“不相等”);
(2)实验中是通过改变________________来改变小车所受阻力大小的.
(3)实验中发现:小车在毛巾表面上滑行的距离最短,在木板上滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越______________(选填“快”或“慢”).
(4)推理:本实验中,如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,它将做_____________.
(5)在此基础上,牛顿总结了伽利略等人的研究成果概括出牛顿第一定律,请问:牛顿第一定律_____________________(选填“能”或“不能”)直接由实验得出.
(6)通过上面的探究后,小明再想考如下的问题,如图2所示,摆球从A点由静止释放摆到右侧最高点C时,如果摆球所受的力忽然全部消失,则摆球将_______________(选填“往回摆”“静止”或“做匀速直线运动”.)
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【题目】小明发现,高空坠物下落越来越快,而跳伞运动员利用降落伞却能安全着地。空中下落的物体,其最大速度与什么因素有关呢?为了研究这一问题,小明在老师的帮助下进行如下实验:
①取相同型号、质量为m的纸杯10个,按如图所示分成A、B、C、D四组。
②将A组纸杯在一定高度、底部向下静止释放,让其自由下落,并用仪器记录下落过程中的速度。
③分别用B、C、D组纸杯重复步骤②。
④记录并整理相关数据如下表。
(1)实验中应将叠加的纸杯尽量压紧,目的是为了控制__________尽可能相同。
(2)本实验的结论是______________________________________________。
(3)某同学分析实验数据后,认为“纸杯下落的最大速度越大,其所受的最大空气阻力也越大”,请说明其依据:________________________________________________________。
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【题目】小胡为了测量一个保温瓶里所装热水的温度,将很少的热水倒入烧杯,然后用如图所示的 方法去测量热水的温度.小明发现后指出小胡的测量方法有下列几点做得不对,小明的观点中有一点是错误的,它是( )
A. 不能将热水倒入烧杯,这样会使测量出的温度偏低
B. 水倒得太少,温度计的玻璃泡不能完全浸没
C. 读数时,视线应与刻度线对齐,不能斜视
D. 读数时,应该先将温度计从热水中取出,以提高测量的准确度
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【题目】我国是一个严重缺水的国家,人均淡水资源仅为世界平均水平的,且地区分布极不均衡. 以下对水资源的利用不恰当的是( )
A. 实现工业废水的达标排放
B. 推广家用节水器具
C. 农业灌溉引用工业或生活废水
D. 提高废水的重复利用率
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【题目】小明阅读到以下的材料:在几千米高的山上,如果没有高压锅,连一顿熟饭都煮不了,这是由于水的沸点随气压改变的缘故。为了验证沸点与气压间存在怎样的关系,小明设计了以下实验方案并加以实施。
(实验一):用酒精灯加热烧瓶的水,如图a,用温度计测得水将要沸腾到沸腾过程中温度随时间的变化如下表格所示:
时间/分 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 |
温度/℃ | 70 | 78 | 86 | 91 | 102 | 102 | 102 |
由数据可知,当时烧瓶内气压_____(填“大于”、“小于”或“等于”)1个标准大气压。
(实验二):烧瓶中的水沸腾(如图a所示)后移去酒精灯,水停止沸腾;待水温降低一些后将大注射器接到烧瓶口上(如图b所示).向外拉注射器活塞,看到水重新沸腾。
(1)上述实验中水为什么重新沸腾__________;
(2)若利用图c装置来验证“气压增大时,液体沸点升高”,当瓶内水沸腾后,小明该如何操作________。
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【题目】小明利用如图甲所示的电路做“探究电压一定时电流与电阻的关系”的实验,已知电源电压为3V且保持不变,滑动变阻器电阻丝的阻值与其长度成正比,部分实验装置已经接好,如图乙所示.
(1)完成图乙未连接完整的实物图;
(2)如图乙,小明先将R1的滑片移至最左端,调节R2使电压表示数为2V,记录电流表的示数;之后将R1的滑片向右移动,依次使滑动变阻器接入电路的长度为滑动变阻器总长度的,
,
,每次移动R1的滑片后,应向(填“左”或“右”)移动 R2 (填“R1”或“R2”)的滑片,使电压表示数为V,并记录各次移动后电流表示数.
(3)根据实验数据,小明绘制了电流表的示数I与R1接入电路的长度L的图象如图丙,根据该图象的变化趋势得到电压一定时电流与电阻成反比的结论(填“能”或“不能”).
(1)完成图乙未连接完整的实物图;
(2)如图乙,小明先将R1的滑片移至最左端,调节R2使电压表示数为2V,记录电流表的示数;之后将R1的滑片向右移动,依次使滑动变阻器接入电路的长度为滑动变阻器总长度的,
,
,每次移动R1的滑片后,应向(填“左”或“右”)移动 (填“R1”或“R2”)的滑片,使电压表示数为 V,并记录各次移动后电流表示数.
(3)根据实验数据,小明绘制了电流表的示数I与R1接入电路的长度L的图象如图丙,根据该图象的变化趋势 得到电压一定时电流与电阻成反比的结论(填“能”或“不能”).
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