【题目】小欣同学在做“探究电流与电压、电阻的关系”实验时,准备以下器材:电源电压为4.5V且保持不变,电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、滑动变阻器(20Ω 1A)、五个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、开关、导线若干。根据如图的电路图进行实验
(1)导线连接之前,开关S应该_________(选填“断开”、“闭合”);
(2)将电路连接正确后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,原因可能是__________;
(3)探究电流与电压的关系时,小欣通过调节滑动变阻器滑片P,测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压如下表所示。
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
电压U/V | 0.51 | 1.01 | 1.51 | 2.01 | 2.51 |
电流I/A | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 |
梁老师看到小欣的数据后说小欣的实验操作中存在问题,并且其中有一组数据是错误的。小欣在实验操作中存在的问题是_____。请你帮他分析出错的是第_________次,原因是________________。去掉出错的实验数据,分析可得到的结论是:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成_________比
(4)接着小欣又探究电流与电阻的关系,他只更换定值电阻,其余连接均不变。其实验步骤如下:
①在电路中接入阻值为5Ω的定值电阻,移动滑动变阻器的滑片,使得电压表示数为U0=2V,记录电流表示数;
②断开开关,用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻再闭合开关,他应该将滑动变阻器的阻值_________(选填“调大”或“调小”)直到电压表示数为U0,再记录电流表示数;
③断开开关,用15Ω的定值电阻替换10Ω的定值电阻再闭合开关,他调节滑动变阻器的阻值,发现电压表示数始终不能调为U0。
为完成五次探究,小欣设计了如下三个调整方案,你认为不可行的是(_____________)
A.如果只调整电压表的示数,则应控制电压表示数U0的范围为2.5V~3V;
B.如果只更换滑动变阻器,则更换的滑动变阻器最大阻值不小于25Ω,最大电流不小于0.4A;
C.如果只更换电源,则更换的电源电压范围是2V-3.6V。
【答案】断开 电阻R断路 编造数据 1 电路中的最小电流大于0.1A 正 增大 B
【解析】
(1)[1]为保护电路,连接导线时,开关S应该断开;
(2)[2]由于电流表示数为0,说明电路可能断路;电压表有明显偏转,说明示数接近电源电压,即电压表与电源连通,即与电压表并联的支路以外的电路是完好的,与电压表并联的电阻R断路;
(3)[3]探究电流与电压的关系时,要控制电阻不变,由表中数据,由欧姆定律知道,电阻是:
,
变阻器的最大电阻为20Ω,由电阻的串联和欧姆定律知道,电路中的最小电流是:
,
所以,操作中存在的问题是编造数据;
[4][5]由以上分析知道,出错的是第1次,原因是电路中的最小电流大于0.1A;
[6]去掉出错的实验数据知道,电压与电流之比为一定值,所以,分析可得到的结论是:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(4)[7]探究电流与电阻的关系,要控制电阻的电压不变:
①在电路中接入阻值为5Ω的定值电阻,移动滑动变阻器的滑片,图丙中电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压表示数为1V,U0 =2V,记录电流表示数;
②根据串联分压原理知道,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,由串联电路电压的规律知道,应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,直到电压表示数为U0,再记录电流表示数;
[8] A.由串联电路电压的规律和分压原理知道:
由此可知,当电源电压U、定值电阻的电压UV 一定时,变阻器的电阻随定值电阻的增大而增大;当电阻为R定5 =25Ω时,所需滑动变阻器的阻值最大为R滑大 =20Ω,根据串联电阻的规律知道,总电阻是:
R=R定5 +R滑大5 =25Ω+20Ω=45Ω,
此时电流中的电流是:
,
由欧姆定律,则此时电压表的示数是:
U表 =IR定5 =0.1A×25Ω=2.5V,
即为应控制a、b间的最小电压为2.5V,最大电压不超过3V,故A可行,不符合题意;
B.电源电压为4.5V,电阻两端电压为2V,滑动变阻器分压为2.5V,变阻器的电压为定值电阻两端电压的1.25倍,根据分压原理,变阻器的电阻为定值电阻的1.25倍,故则更换的滑动变阻器最大阻值不小于
25Ω×1.25=31.25Ω,
故B不可行,符合题意;
C.当变阻器全部电阻20Ω连入电路时,此时对应的定值电阻应最大为25Ω,电源电压最大,根据分压原理,变阻器的电压是:
,
所以最大电源电压为2V+1.6V=3.6V,最小为2V,更换的电源电压范围是2V~3.6V,C可行,不符合题意。
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【题目】小明设计了一种停车位是否被占用的模拟提醒装置:用指示灯L发光的亮和暗分别表示车位被占用和未被占用,车位被占用时控制开关S闭合,下列能实现此功能的电路是
A. B. C. D.
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【题目】某规格热敏电阻的阻值随环境温度的变化如图甲所示,如果设计一个通过电表示数反映热敏电阻随环境温度变化的电路,要求温度升高时电表示数减小,图乙所示的电路中符合要求的可能是( )
A. B. C. D.
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【题目】焦耳等科学家运用多种方法、不同实验,测出做功(W)和做功产生的热(Q)两者之间的比值关系。其中最经典的是1847年焦耳设计的桨叶轮实验。如图甲,在一个装满水的绝热桶里放入铜制的翼轮,多次用下落的重物带动翼轮上的叶片转动,转动的叶片与水摩擦,产生的热使水的温度升高。焦耳通过测量所挂重物的重力和重物下落的距离,计算出重物的重力做的功,即翼轮克服水的摩擦所做的功(W);测量绝热桶中水升高的温度,从而计算出水吸收的热(Q)。
(1)焦耳做这个实验的目的是_____。
(2)小柯利用刻度尺、温度计、天平、双层真空平底圆柱体保温杯、水等器材,粗略测量做功和做功产生的热之间的比值关系。具体方案是:
①用刻度尺测量空保温杯内部高度,记为h杯。
②用天平称量一定质量的水,记为m水,水的比热容,记为c水,用温度计测出水的温度,记为t1。
③将水倒入保温杯中,测量杯中水的高度,记为h水.计算出h杯﹣h水,这也就是杯中水下落的_____。
④在保温杯盖子上安装一支分度值为0.1℃的温度计(连接处密闭绝热),盖紧保温杯,如图乙。
⑤将保温杯慢慢上、下翻转多次(n次),计算出水的重力所做的功(W)。
⑥测出杯中水的温度,记为t2,计算出水吸收的热(Q)。
⑦根据⑤、⑥数据,得出W、Q两者的比值关系。
(3)用方案中测得的数据得到的W、Q两者比值的关系式是_____。(用相关的符号表达)
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【题目】如图的电路中,已知只闭合S时,调节滑动变阻器,电压表示数由0.5V变为1V时,电流表示数变化了0.05A:同时闭合S、S2,断开S1时电流表示数为0.2A;同时闭合3个开关,电压表示数为3V。下列说法错误的是
A.R2的阻值为10Ω
B.只闭合S,电压表示数由0.5V变为1V时,R2的功率变化了0.075W
C.若闭合S、S1断开S2,调节滑动变阻器使电压表示数为2V,此时滑动变阻器功率为0.2W
D.若滑动变阻器的最大阻值为60Ω,通过调节滑动变阻器及开关,电压表的示数变化范围为0.5V~3V
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【题目】如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动,下列说法正确的是 ( )
A.电压表V1与电压表V2的示数之和保持不变
B.电压表V2与电流表A的示数之比变大
C.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变大
D.电流表A的示数变大,电压表V2的示数变大
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【题目】手机、数码相机等常用充电电池作为电源,某手机电池铭牌如图所示,观察可知该电池的工作电压是_____V,电池容量为2200mAh/8.14Wh字样,此电池在充满电时贮存的电能为_______J,若该手机在通话状态时的工作功率为0.925W,则此时的工作电流为_____A,使用该手机充满电一次能够持续通话的时间约为___h,电池在充电过程中会发热,是把电能转化为_______。
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【题目】(8分)自动饮水机已经普遍用于车站、学校等公共场所,它的简化电路图如图所示, 电热丝电阻分别为R1、R2,请根据说明书提供的信息计算(水的密度ρ水=1×103 kg/m3,水的比热容C水=4.2×103 J/kg℃)
饮水机参数 |
热水温度:≥90 ℃ |
热胆容积:2 L |
额定功率:1000 W |
保温功率:40 W |
额定电压:220 V |
频率:50 Hz |
(1)如果饮水机处在“加热”状态正常工作时,电热丝所产生的热量有80%被水吸收,饮水机的热胆装满水,水温由20℃加热到90℃,需用多长时间?
(2)开关断开时,饮水机处于 状态(填“加热”或“保温”)。
(3)电阻丝R1的阻值。
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【题目】(1)如图为四冲程汽油机工作过程中的示意图,其中表示做功冲程的是____________;做功冲程是将____________能转化为____________能。
(2)在压缩冲程活塞运动的过程中,关于汽缸内气体,下列说法错误的是_________。
A.密度增大 B.分子热运动加快 C.内能减少 D.温度升高
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