【题目】在如图所示电路中,电源电压6V恒定,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,灯泡的规格分别为L1“6V 1.8W”和L2“6V 1.2W”,滑动变阻器R的规格为“50Ω 1.5A”,不计温度对灯丝电阻的影响。
求:(1)灯泡L1的电阻
(2)滑动变阻器的滑片P放在a端时,闭合开关S1、S2、S3后,电流表的读数是多少?
(3)闭合开关S1、S2,断开S3时,调节滑动变阻器的滑片P,使灯泡L1的实际功率为0.8W时,滑动变阻器消耗的电功率是多少?
(4)若两灯中只允许一盏灯工作,且要求电路元件安全使用,在滑片移动过程中,整个电路至少消耗多少电功率?
【答案】(1)20Ω;(2)0.5A;(3)0.4W;(4)0.6W。
【解析】
(1)知道灯泡L1的额定电压和额定功率,根据P=UI=求出其电阻;(2)滑动变阻器的滑片P放在a端时,闭合开关
、
、
后,两灯泡并联,电流表测干路电流,两灯泡两端的电压和额定电压相等,根据P=UI求出通过两灯泡的电流,根据并联电路的电流特点求出干路电流;(3)闭合开关
、
,断开
时,R与
串联,根据串联电路的电流特点和P=
R求出电路中的电流,根据欧姆定律求出灯泡
两端的电压,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,根据P=UI求出滑动变阻器消耗的电功率;(4)根据P=UI=
求出
的电阻,两灯泡电阻最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,电路的总功率最小,根据电阻的串联和P=UI=
求出整个电路的最小电功率.
(1)由P=UI=可得,灯泡
的电阻:
,
(2)滑动变阻器的滑片P放在a端时,闭合开关、
、
后,两灯泡并联,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,
=
=U=6V,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流表的读数:I
(3)闭合开关、
,断开
时,R与
串联,因串联电路中电流处处相等,所以,由P=
R可得,灯泡
的实际功率为0.8W时电路中的电流:
,
,灯泡L1两端的电压:
,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压:
,滑动变阻器消耗的电功率:
(4)灯泡的电阻:
,只闭合开关
、
,因电压表的量程为0~3V,所以当灯泡
与滑动变阻器30
的阻值串联,电路元件安全使用,电路中的总电阻最大,电路的总功率最小,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,整个电路的最小电功率:
。
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【题目】如图,双肩书包、签字水笔、有订书钉的订书机,都是大家熟悉的学习用品,这些用品的设计制造和使用包含着许多物理知识的应用。试举三例说明。
示例:笔卡(笔的挂钩),对衣物或书本的压力大,滑动时摩擦力大,可防止笔的意外脱落。(此例不可再用)
(1)_____
(2)_____
(3)_____。
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【题目】我们生活在电磁波的海洋中,当需要防止电磁波干扰时,通常用金属壳将电磁波与需加以屏蔽的区域隔开,避免电磁波进入,这种做法就是电磁屏蔽。中国科技馆有一个金属小屋,侧面的大窗上镶嵌着一块电磁屏蔽玻璃,如图所示。请你自选器材设计一个实验,检验这块电磁屏蔽玻璃是否能够屏蔽电磁波。写出实验步骤和判断方法。
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【题目】有一种叫”蹦极”的游戏,游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上,另一端固定在高处,从高处跳下。如图所示,图中a点是弹性绳自然下垂时的位置,c点是游戏者所到达的最低点。在游戏者由跳台至最低点c的过程中,空气阻力不计。下列说法正确的是( )
A. 整个过程中游戏者在a点的动能最大
B. 整个过程中游戏者重力势能的减小量等于他的动能增加量
C. 游戏者在c点时受平衡力作用
D. 从a点下落到c点的过程中,游戏者的动能先增大后减小
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【题目】近年来,多旋翼无人机发展迅速。由于其机动性和灵活性强,广泛应用在航拍领域、交通管理等方面。如图所示为某品牌四旋翼无人机,它采用4个电机带动旋翼(螺旋桨)转动,对下方空气施力的同时获得升力。该无人机设有一键起降和返航、空中悬停等功能,携带的摄像机可以进行高清拍摄并实时把信号传到遥控器显示器,它还拥有GPS卫星定位系统。下表是该无人机的部分参数:
整机质量 | 2kg | 电池额定电压 | 15V |
最大起飞海拔高度 | 5000m | 电池容量 | 5000mAh |
最大上升速度 | 6m/s | 电动机工作电压 | 12V |
最大下降速度 | 2m/s | 悬停时每个电动机功率 | 50W |
最大水平速度 | 16m/s | 电动机数量 | 4 |
(1)根据上述内容,下列说法中不正确的是_____
A.遥控无人机、卫星定位都是通过电磁波来传递信息的B.无人机利用了空气对旋翼的反作用力从而获得升力
C.无人机在拍摄地面图象时减小悬停高度可以使图象变大D.无人机在悬停时不消耗电能
(2)电动机在工作时要保持其两端电压为12V不变,通过电子调速器(简称电调)来控制电动机的电流从而改变电动机的功率,每一个电动机连接一个电调,那么电动机和电调的连接方式是_____(选填“并联”或“串联”),若电源电压全部加在电动机和电调的两端,则电动机和电调的功率之比为_____。
(3)在电池满容量的情况下,该无人机参与某次火情的勘测时,需要从地面起飞,飞到火场上空60米高处,然后悬停观测(整个过程四个电动机同时工作)。由于无人机机动性和灵活性强,这一过程可视为以最大速度匀速直线上升,且达到60米高处时立即静止(悬停)。若无人机悬停观测10分钟,电动机将电能转化为机械能的效率为90%,无人机上升过程中所受的阻力为10N,通过计算回答下列问题:(g取10N/kg)
a.从起飞到悬停结束,电动机消耗多少电能________?电调部分消耗多少电能_________?
b.若无人机从60米高处返回到地面,要求电池容量至少剩余10%,若不计其他能量损失,该无人机完成悬停观测后,能否安全返回 ________?
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【题目】如图所示的电路,灯L1和L2是____联,如果电源电压是3V,闭合开关S后,两灯均发光,灯L1比较亮,电压表的示数是1.4V,此时灯L1两端的电压是____V;通过L1的电流____(选填“大于”“小于”“等于”)通过L2的电流;一段时间后,两灯同时熄灭,电压表示数变大,导致这种电路故障的原因可能是____。
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【题目】如图所示,电源电压为9V,小灯泡标有“3V 1.5W”(不考虑灯丝电阻的变化),滑动变阻器标有“30Ω 1A”,电流表量程为0﹣0.6A,在保证电路安全工作的前提下,电路消耗的最大功率为_____W,滑动变阻器两端的最大电压为_____V。
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【题目】如图所示,设电源电压保持不变,R1=10Ω.当闭合开关S滑动变阻器的滑片P在中点c时,电流表的示数为0.3A,移动滑动变阻器的滑片P至最右端b时,电流表的示数为0.2A.则电源电压U和滑动变阻器R2的最大阻值分别为( )
A. 6V 20Ω
B. 5V 25Ω
C. 6V 30Ω
D. 5V 15Ω
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