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    15．物理实验室有一个微型电动机，正常工作时电压是12V，电功率是3W，电动机线圈电阻为1.92Ω，小黄同学想让这个电动机正常工作，但手边只有一个电压恒为18V的电源，于是他找来一个阻值合适的电阻R与之串联接入电路如图，使小电动机恰好正常工作．若电动机刚好能带动一辆小车在水平桌面匀速运动，已知小车速度为30cm/s，求：
    （1）电动机正常工作时的电流；
    （2）所串联的电阻R的阻值；
    （3）线圈电阻的发热功率；
    （4）电动机的工作效率；
    （5）小车受到的摩擦力．

    分析 （1）电动机正常工作时的电压和额定电压相等，根据P=UI求出正常工作时的电流；
    （2）已知电动机的额定电压和额定功率，可利用公式I=$\frac{P}{U}$计算电动机正常工作时的电流，再利用串联电路电压的特点，求出串联电阻两端的电压，最后利用公式R=$\frac{U}{I}$计算串联电阻的阻值；
    （3）根据串联电路的电流特点可知电动机正常工作时电路中的电流，根据P=I2r计算发热功率；
    （4）由电功率公式P=UI求出电功率，电动机消耗的电功率减去线圈电阻的热功率即为电动机的输出机械功率，机械功率和输出机械能的功率比值即为电动机正常工作时的效率；
    （5）因为匀速运动所以F=f=$\frac{{P}_{机械}}{v}$．

    解答 解：（1）电动机的额定功率为P额=3W，额定电压为U额=12V，
    由P=UI可知，电动机的额定电流：I=$\frac{P额}{U额}$=$\frac{3W}{12V}$=0.25A，
    （2）而电源电压U=18V，
    串联电阻分担的电压为：
    UR=U-UM=18V-12V=6V，
    由I=$\frac{U}{R}$可知，串联电阻阻值：
    R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{6V}{0.25A}$=24Ω，
    （3）由（1）可知，电动机正常工作时的电流为：0.25A；
    线圈电阻的热功率：
    P线圈=I2R线圈=（0.25A）2×1.92Ω=0.12W
    （4）电动机正常工作时的功率：PM=3W，
    电路消耗的总电功率：
    P=UI=18V×0.25A=4.5W；
    电动机的输出机械功率：
    P机械=PM-P线圈=3W-0.12W=2.88W，
    电动机正常工作时的效率：
    η=$\frac{{P}_{机械}}{{P}_{M}}$×100%=$\frac{2.88W}{3W}$×100%=96%；
    （5）根据P机械=Fv得F=$\frac{{P}_{机械}}{v}$=$\frac{2.88W}{0.3m/s}$=9.6N，
    因为匀速运动，所以f=F=9.6N．
    答：（1）电动机正常工作时的电流为0.25A；
    （2）所串联的电阻R的阻值24Ω；
    （3）线圈电阻的发热功率0.12W；
    （4）电动机的工作效率96%；
    （5）小车受到的摩擦力9.6N．

    点评 本题考查了串联电路的特点和电功率公式的灵活应用，关键是知道电动机正常工作时的电压和额定电压相等，计算过程要注意U、I同体．

    练习册系列答案
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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    5．学习了密度知识后，小明回到家，看到爸爸买回来一块闪闪发光的金沙石工艺品．他想：“金沙石的密度是多少呢？”于是小明对金沙石的密度进行了测量．操作过程如下：
    （1）在调节天平横梁平衡时，发现指针静止在如图甲所示的位置，此时应将平衡螺母向右（左/右）调节使天平横梁水平平衡．
    （2）小明用调节好的天平测量金沙石的质量．如图乙所示，请指出小明在操作中的错误：用手直接拿取砝码．
    （3）改正错误后，天平平衡时右盘中砝码的质量及游码在标尺上的位置如图丙，金沙石的质量为52g，他用如图丁方法测出了金沙石的体积为20cm3．则金沙石的密度是2.6×103kg/m3．

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    6．运动的描述：一个物体相对于另一个物体位置的变化叫做机械运动．

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    3．小路设计的“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验方案如图15所示．
    （1）为了测木块受到的滑动摩擦力，小路用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使其做匀速直线运动．

    （2）下列现象中应用了从图甲、乙实验所得结论的是B（选填字母）．
    A．足球守门员戴着防滑手套
    B．用力压住橡皮擦去写错的字
    C．移动很重的石块时，在地上铺设滚木
    D．气垫船喷出强气流，在船底和水之间形成气垫
    （3）为了探究滑动摩擦力的大小与接触面积是否有关，如图丙所示，小路竖直向下切去一半木块，测得滑动摩擦力大小是图甲中的一半，于是得出：滑动摩擦力大小与接触面积大小成正比．你认为此结论是否正确，为什么？不正确；没有控制压力大小不变．
    （4）实验中，小路用3.6N的力拉着弹簧测力计使木块运动，请在图中画出弹簧测力计指针所在是位置．
    （5）小华同学将实验改成如图所示，测量铁块A在长木板B上运动时受到的滑动摩擦力大小的实验装置．向左拉动木板B时，测力计会有示数，此时A受到滑动摩擦力的方向是水平向左．如果在铁块A上增加重物，A受到的滑动摩擦力将变大；如果B向左运动速度增大，A受到滑动摩擦力将不变（后两空选填“变大”、“变小”或“不变”）．

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    10．0.5V=5×10-4kV                
    2.5×104μV=25mV．

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    20．小红和小明在探究影响滑动摩擦力大小的因素时，小红设计了如图所示的三次实验．

    （1）实验要求用弹簧测力计拉着木块沿水平方向做匀速直线运动，根据二力平衡原理，可知此时摩擦力与拉力二力大小相等．
    （2）在甲图示数实验中，弹簧测力计的示数为2.4 N．
    （3）比较甲、乙两次实验可以得出结论：当接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大．
    （4）比较甲、丙 两次实验，可以得出结论：当压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大．
    （5）请针对你提出的实验过程中的不足写出改造方案．为防止测力计的示数不稳定，可将测力计和木块固定，用力抽动木板，此时，木块和测力计始终处于静止状态，则测力计的示数会很稳定了．（文字说明）．

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    科目：初中物理 来源： 题型：计算题

    7．如图所示，是我市某社区广场的巨型雕塑，已知雕塑质量为3×104kg，体积为20m3（假设是实心的），g取10N/kg，求：
    （1）雕塑的重力是多大？
    （2）雕塑材料的密度是多少？

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    4．在测油密度的实验中：
    （1）把天平放在水平台上，将游码移至零刻度线处，若指针偏向分度盘左侧，应将平衡螺母向右（左/右）调，使横梁平衡．
    （2）小明测量的情况如图所示，请将实验数据和测量结果填入表中：
    烧杯和油的总质量/g（已知）烧杯和剩余油的总质量/g倒出油的质量/g倒出油的体积/cm3油的密度/kg•m-3
    54.437.417200.85×103
    （3）小明又设计出测油密度的另一种方法，步骤如下：
    A．测出空烧杯质量m1
    B．往烧杯内倒入适量的油，测出杯与油的总质量m2
    C．测出量筒内剩余油的体积V1
    D．往量筒内注入适量的油，测出体积V2
    以上步骤正确的顺序是：ADBC（或DABC）（填字母序号），用所测物理量的符号写出计算油密度的表达式ρ=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{V}_{2}-{V}_{1}}$．

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    5．某次光学实验中需要将一束粗平行光变成细平行光，若要求你只利用两块透镜的组合来解决这个问题．
    （1）请在如图的两个方框中各画出一种组合方式（要在图中画清光束粗细的变化）

    （2）分别写出两块透镜间的距离S与两块透镜到各自焦点的距离f左、f右的关系，并判断f左、f右的大小．
    S=f左+f右，S=f左-f右f左＞f右（填“＞”“=”或“＜”）

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