【题目】在综合实践活动中,科技小组设计了一个能反映水平风力大小的装置,如图甲所示,电源电压恒为16V,R0为定值电阻,L为额定电压是2.5V的小灯泡,其I﹣U关系的部分数据如图乙所示,AB为长14cm、阻值60Ω粗细均匀的电阻丝(电阻丝的阻值与长度成正比),OP为质量、电阻均不计的金属细杆,下端连接一个重2N的圆球P.闭合开关S,无风时,OP下垂并与A端接触,此时电流表示数为0.2A;有风时,OP绕悬挂点O转动,风对球的作用力F方向始终水平向右,已知OA为10cm,OP始终与AB接触良好且无摩擦;求:
(1)电流表示数为0.2A时,灯泡的电阻为_______Ω;
(2)无风时R0消耗的电功率________。
(3)为保护电路,允许风对球施加的最大作用力_______ 。
【答案】 5 0.6W 1.4N
【解析】(1)由图可知,灯泡、定值电阻R0和电阻丝串联;因串联电路电流处处相等,所以,通过灯泡的电流为0.2A,由图乙可知,UL1V,则根据I=可得, RL==5Ω;(2)无风时,OP下垂并与A端接触,电阻丝阻值最大为60Ω,根据I=可得,电阻丝两端的电压:UAB=IRAB=0.2A×60Ω=12V,因串联,R0两端的电压:U0=U﹣UL﹣UAB=16V﹣1V﹣12V=3V,则此时R0的电功率:P0=U0I=3V×0.2A=0.6W;(3)根据I=可得R0的阻值:R0==15Ω;由于灯泡的额定电压为2.5V,则电路中最大电流等于灯泡正常工作时的电流,由图乙知最大电流为I′=0.3A,此时风对球的压力最大,OP绕O转动的角度最大,设此时OP与AB的接触点为C,如图所示:
根据欧姆定律可得,R0两端的电压:U0′=I′R0=0.3A×15Ω=4.5V,RBC两端的电压:UBC=U﹣U额﹣U0′=16V﹣2.5V﹣4.5V=9V,根据I=可得此时电阻丝连入电路的电阻:RBC==30Ω;由于电阻丝的电阻与电阻丝的长度成正比,则:,所以,BC=×AB=×14cm=7cm,则AC=AB﹣BC=14cm﹣7cm=7cm,如右图,把OP视为一根杠杆,F的力臂为OD,G的力臂等于PD,根据杠杆平衡条件可得:F×OD=G×PD,则:;由于△OAC∽△ODP因此:,所以,,则:F=G=×2N=1.4N。
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【题目】某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为3V,更换5个定值电阻,得到如图乙所示的图像以下有关叙述正确的是( )
A.该同学研究的是电流和电压的关系
B.实验中电压表的示数保持0.5V不变
C.滑动变阻器阻值变化范围为
D.将从5换成10后,应将滑片P向左移
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【题目】小明利用如图实验装置探究“电流跟电压的关系”,电源电压恒为3V,电阻R阻值为5,滑动变阻器标有“20 1A”字样。
(1)请用笔画线代替导线将图中实物电路连接完整__________;
(2)刚连完最后一根导线,发现两电表指针立即发生偏转,其原因可能是__________ (只填序号);
A.开关未断开 B.滑动变阻器短路 C.电阻R断路
(3)解决问题后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,小明得到了五组数据(如下表):
实验组次 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
电压/V | 0.5 | 1 | 1.5 | 2 | 2.5 |
电流/V | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 |
①获得第3组实验数据后,要想得到第4组数据,应将滑片P向__________(选填“A”或“B”)端移动;
②分析论证时,同组小丽通过计算,认为表中有一组数据可能是拼凑的,请指出她认为拼凑的数据组次及原因__________;
③排除错误数据后,分析可得:电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端电压成__________比。
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【题目】南极冰面上,科考队用拖拉机借助绳索水平牵引装有货物的轻质木箱,运输货物.某次运输过程中,拖拉机用绳索牵引装有货物的木箱在水平冰面上以36km/h的速度匀速直线行驶10km.消耗柴油1kg,牵引木箱做功的功率为9kW,.
(1)木箱底面积为5m2,质量不计,水平冰面能承受的最大压强为1×104Pa,g取10N/kg,求木箱内可装货物的最大质量?
(2)求该运输过程中,冰面对木箱的摩擦力大小.
(3)求该运输过程,柴油完全燃烧释放的内能转化为绳索牵引木箱做功的效率.
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【题目】打桩机是利用冲击力将桩打入地层的桩工机械,图甲是落锤式打桩机实物图。桩锤由卷扬机用吊钩提升,释放后自由下落而打桩。其原理示意图如图乙所示。已知桩锤的质量m=400kg,桩锤底面积S1=0.1m2,桩的顶面积S2=0.04m2.g取10N/kg,柴油的密度为0.85×103kg/m3,热值为4.3×107J/kg。
(1)桩锤自由下落时,桩锤的______能转化为______能。
(2)若桩锤自由下落打在桩上的瞬时压力为F=2.0×103N,求此时桩锤对桩的压强。(____)
(3)若卷扬机把桩锤匀速提升1.8m,打桩50次消耗的柴油为0.02L,卷扬机工作的效率是多少?(____)(假设柴油完全燃烧)
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【题目】轿车已经成为一部分家庭的常用交通工具如图甲所示。图乙为某种轿车测定油箱内油面高度的电路原理图。其中电源电压恒为6V,R0是阻值为5Ω的定值电阻,A是油量指示表(实质是一只电流表,油量的变化通过电流的变化同步显示出来)。Rx为压敏电阻,它的电阻随受到的压力变化关系如下表。若轿车以90kW的恒定功率启动做直线运动,且整个运动过程中受到的阻力不变,速度v与时间t的关系如图丙所示。求:
压力/N | 0 | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 |
电阻/Ω | 550 | 395 | 275 | 170 | 90 | 60 | 40 | 25 | 5 |
(1)在15~25s时间内,轿车的牵引力________(选填“大于”、“等于”或“小于”)轿车所受的阻力;
(2)在5~10s时间内轿车发动机做功多少________?
(3)如果空油箱的质量为5kg,油量表的零刻度线对应于电流表上的示数是多少________?(g=10N/kg)
(4)若电流表的量程为0~0.6A,该油箱加满油时,指针恰好指示最大刻度,求油箱的容积为多少升________?(ρ汽油=0.7×103kg/m3)
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【题目】我国高铁总路程居世界第一,人们出行更加方便快捷,暑假小红和父母外出旅游,她们乘坐的高铁动车正以300km/h的速度向南行驶,旁边平行铁轨一列普通列车以120km/h的速度也向南行驶,小红发现自己超过普通列车用的时间为16s,以普通列车为参照物,小红向_____(选填“南”或“北”)行驶,以小红为参照物。普通列车向_____(选填“南”或“北”)行驶,普通列车的长度为_____m。
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【题目】用如图所示的电路探究并联电路中的电流关系。
(1)根据图甲的实物图在虚线框内画出对应的电路图。
(_____)
(2)闭合开关后发现电流表的指针偏转如图乙所示,故障原因是_________。
(3)排除故障后,闭合开关,发现L1亮,而L2不亮。小易认为L2不亮的原因是L2短路,你认为他的判断是________(选填“正确”或“错误”)的。
(4)小易将电路中右侧的a导线与电流表“0.6”接线柱相连的那一端改接到“-”接线柱上,其他都不动。他这样连接的目的是测通过________的电流(选填“干路”或“L2”),请评价其可行性并说明理由:___________。
(5)小易将实验数据记录在下表中。分析表中数据,可得出的结论是:__________________。
电流表的测量对象 | 电流表的示数I/A |
L1所在的支路 | 0.30 |
L2所在的支路 | 0.20 |
干路 | 0.50 |
(6)根据上表信息,若灯泡L1的电阻大小为10 Ω,则电路的总电阻为________Ω。
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【题目】如图是a、b两种物质的质量与体积的关系图像。分别用a、b两种物质制成两个规则的实心长方体甲和乙,下列说法中正确的是
A. 将物体甲放入水中,一定漂浮在水面
B. 将物体乙放入水中,一定沉入水底
C. 将质量相等的甲、乙两物体捆在一起放入水中,一定悬浮在水中
D. 将体积相等的甲、乙两物体捆在一起放入水中,一定漂浮在水面
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