【题目】如图,电源电压恒定,灯L的规格为“24 V 72 W”且工作时电阻保持不变,电压表的量程为0~15 V,电流表的量程为0~3 A,在电路安全的前提下,操作如下:当只闭合S、S3时,电路中的总功率为P1,电流表示数为I1;当只闭合S2、S3时,移动滑片使滑动变阻器的阻值为R,电流表示数为I2,电阻R1和滑动变阻器的总功率为10 W;再移动滑片使滑动变阻器的阻值为2R,电流表示数为I3,灯L和滑动变阻器的总功率为9.72 W;当只闭合S、S1、S2时,移动滑动变阻器的滑片,使电路中的最小总功率为P4,此时电流表示数为I4。已知P1∶P4=5∶6,I2∶I3=10∶9,则I1∶I4=_______,当滑动变阻器R2的阻值为______Ω时,该电路消耗的功率为最小。
【答案】 5∶6 32
【解析】当只闭合S、S3时,只有灯泡连入电路,如图A所示;当只闭合S2、S3时,电阻R1、滑动变阻器和灯泡串联,滑动变阻器的阻值为R,如图所示B;再移动滑片使滑动变阻器的阻值为2R,如图C所示;当只闭合S、S1、S2时,电阻R1、滑动变阻器并联,如图D所示:
(1)由P=得:灯泡的电阻RL=
=8Ω;(2)由图AD可知:电源电压不变,由P=UI得:
;(3)由图B可知:R总2=R1
R
RL,由图C可知:R总3=R1+2R+RL,则I2=
,I3=
,已知:I2:I3=10:9,则
:
=10:9;即:R1=8R
RL=8R-8Ω①,由P=I2R得:图B中电阻R1和滑动变阻器的总功率P′=
(R1
R),即
(R1
R)=10W②,图C中灯泡和滑动变阻器的总功率P″=
(RL
2R),即
(8Ω
2R)=9.72W③,由于I2:I3=10:9,则
得:3R1=20Ω
2R④,解①④方程得:R1=8Ω,R=2Ω,由②得:I2=
=
=1A,根据图B可知:电源电压U=I2(R1
R
RL)=1A×(8Ω
2Ω
8Ω)=18V,由电路图可知:该电路消耗的功率最小是只闭合S2、S3,R1、灯泡和滑动变阻器串联,由于此时电压表测量R1和滑动变阻器两端的电压,则电压表示数U′为最大15V时,电路中的电阻最大,电流最小,此时的功率最小;根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知:灯泡两端的电压UL=U
U′=18V
15V=3V;此时电路中的电流I′=IL=
=0.375A,由I=
得此时电路的最小电阻为R最小=
=48Ω,根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可知:滑动变阻器连入电路的最大阻值为:R滑=R最小
R1
RL=48Ω
8Ω
8Ω=32Ω。
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【题目】火车以 20m/s 的速度沿某一段直线轨道驶向道口,为提醒看守道口的人工作 人员,司机在距道口 940m 处开始鸣笛,每次笛声持续 1s,停 5s,然后再拉响汽 笛,当道口工作人员第三次听到笛声结束时,火车距道口的距离为________ m。(精确到小数点后两位)(已知声波在 15℃空气中的传播速度为 340m/s)。
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【题目】如图所示,为保证司乘人员的安全,轿车上设有安全带未系提示系统.当乘客坐在座椅上时,座椅上的开关S1闭合;若未系安全带,则开关S2断开,仪表盘上的指示灯亮起;若系上安全带,则开关S2闭合,指示灯熄灭,下列设计比较合理的是( )
A. B.
C. D.
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【题目】如图所示,是中国科技馆的“球吸”展项。不吹风时,两球静止。当风自下而上吹向两球中间时,两球会相互靠拢,出现“球吸”现象。针对这一现象下列说法不正确的是
A. 两球相互靠拢说明两球受到力的作用
B. 两球相互靠拢说明两球中间的气流流速大、压强小
C. 由于“球吸”现象的存在,乘客必须站在安全线外候车
D. 由于水流与气流不同,所以两艘舰船可以并肩高速航行
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【题目】刷卡机广泛应用于银行、超市等,如图所示的POS刷卡机读出信息的原理是:当带有磁条的信用卡在刷卡机上刷过时,刷卡机的检测头就会产生感应电流,便可读出磁条上的信息。下列设备的工作原理与刷卡机读取信息原理相同的是
A. 电磁铁 B. 发电机 C. 电动机 D. 电磁继电器
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【题目】在探究二力平衡的条件实验中,同学们设计了如图1和2所示两种实验方案.如图1中小车与如图2中木块质量以及两者与接触面的粗糙程度均相等.
(1)小明同学认为如图1方案更合理.原因是:该设计较好地减小了______对实验的影响.
(2)实验中需要通过调整______来改变小车受到的拉力F1、F2的大小.当小车处于______或匀速直线运动状态时,表明其处于平衡状态.
(3)小丽同学利用如图2方案实验中,发现木块不动时,F1与F2大小并不相等,此时木块在水平方向上受力______(选填“是”或“否”)平衡.
(4)小红选择了如图3的装置,把小卡片两端细线绕过滑轮,并挂上钩码.实验中选择小卡片的目的是___(选填“考虑”或“不考虑”) 小卡片的重力;用手将卡片转过一个角度如图4,使卡片受到的大小相等,方向相反的两个拉力不在同一条直线上,然后由静止释放卡片,根据____(填字母)状态,能够说明这两个拉力不是一对平衡力.
A.松手前卡片静止 B.松手瞬间卡片旋转 C. 松手后卡片达到静止
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【题目】如图是我国在宁夏建造的一座试验性发电站的示意图.阳光穿过透明的集热棚顶使棚内空气变热,热空气从烟囱中上冲,带动发电机发电.这种发电站利用的能源是 能.这种发电站 (填“能”或“不能”)将获得的能量完全转化为电能.这种发电方式与火力发电相比优点是 (写出一条即可).
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【题目】如图所示是我国自主研发的极地漫游机器人,质量为5 t,装有四条三角形履带,每条履带与水平地面的接触面积约为1 000 cm2。试完成以下问题:(g取10 N/kg)
(1)履带表面为什么有一些凹凸不平的花纹?
(2)计算机器人静止时对水平路面的压强;
(3)机器人在某水平路段沿直线匀速行驶480 m耗时2 min,求机器人行驶的平均速度;
(4)若在上述过程中该机器人受到水平方向的阻力为自重的0.1倍,求牵引力在此路段所做的功。
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【题目】物理要对有关现象做定量研究,就需要测量.如图甲中物体的长度是____cm;如图乙中温度计的分度值是_____℃;如图丙中使用弹簧测力计测量拉力时,要使拉力的方向与_____一致。如图丁是用排水法测量石块的体积,图中石块的体积是_____cm3,若石块的质量是26g,则石块的密度是_____Kg/m3.
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