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    16．如图甲所示为某型号光照变阻器的结构图，AB为一条长10cm、阻值为50Ω且阻值均匀的薄膜电阻，EF为一条导电电极（相当于导线，不计其电阻），在AB、EF之间铺设一层光导电层（无激光照射时为绝缘体），当激光束照射到薄膜电阻和导电电极之间某点时，被照射处的光导电层导电，将该点处的薄膜电阻和导电电极接通，A、B、C为接线柱，由于温室效应导致全球气候变暖，两级冰雪加速熔化，小明想利用该光照变阻器设计一个检测冰山高度的装置，设计电路如图乙所示：在冰山顶上放置一激光源，由其射出的激光束水平照射到光照变阻器上，已知电源电压为4.5V，电压表的量程为0～3V．

    （1）闭合开关，当冰山高度下降时，电压表示数将如何变化？为了保护电压表，定值电阻R0的阻值至少多大？
    （2）若R0=40Ω，当冰山下降4cm时，电压表的示数是多少？R0消耗的功率多大？
    （3）若将电压表改成冰山下降高度显示仪，该高度显示装置的不足之处是能显示的冰山变化的高度太小，只有10cm（请说出其中一点）．

    分析 （1）当冰山高度下降时，接入电路中的光敏电阻阻值变大，电路电流变小，定值电阻R0电压变小，与之串联的光敏电阻电压变大，电压表示数变大．当光敏电阻电压为3V时，定值电阻的阻值最小，由欧姆定律求出定值电阻的最小值．
    （2）先求出冰山下降4cm时光敏电阻接入电路的电阻值，然后由欧姆定律I=$\frac{U}{R}$求出电路电流I，电压表测量光照变阻器两端的电压，利用公式U=IR求出电压表示数，最后由P=I2R求R0消耗的功率．
    （3）光敏电阻AB总长为10cm，如果按小明的设计，则它的测量范围太小，所能测的冰山消融的高度太小，实际应用价值不大．

    解答 解：（1）由题意知，电源电压U不变．由图知当冰山高度下降时，接入电路中的光敏电阻阻值R变大，所以电路的总电阻R总变大，由I=$\frac{U}{R}$知电路电流I变小，则R0的电压UR0=IR0变小，光敏电阻电压，即电压表示数UR=U-UR0变大．
    当激光照射在光敏电阻最下端，光敏电阻接入电路阻值R=50Ω时，电表示数最大，为不损毁电压表则最大电压为3V，此时电路电流I=$\frac{{U}_{V}}{R}$=$\frac{3V}{50Ω}$=0.06A，定值电阻的电压UR0=4.5V-3.0V=1.5V，由欧姆定律得定值电阻阻值R0=$\frac{{U}_{R0}}{I}$=$\frac{1.5V}{0.06A}$=25Ω．
    （2）当冰山下降4cm时，光敏电阻接入电路的阻值R'=$\frac{50Ω}{10cm}$×4cm=20Ω，此时电路电流I'=$\frac{U}{{R}^{′}{+R}_{0}}$=$\frac{4.5V}{20Ω+40Ω}$=0.075A．电压表示数为U′=I′R′=0.075A×20Ω=1.5V；此时R0消耗的功率P=I'2R0=（0.1A）2×40Ω=0.4W．
    （3）由题意知光敏电阻的长度为10cm，如果按小明的设计测冰山下降的高度，它能显示的冰山变化的高度太小，只有10cm．
    答：（1）闭合开关，当冰山高度下降时，电压表示数将变大，为了保护电压表，定值电阻R0的阻值至为25Ω．
    （2）若R0=40Ω，当冰山下降4cm时，电压表的示数是1.5V；R0消耗的功率为0.4W；
    （3）能显示的冰山变化的高度太小，只有10cm．

    点评 本题是一道应用性的创新题，难度较大．本题把课堂所学的电路分析、欧姆定律、电功率的公式用来解决现实问题，学以致用，符合新课标要求，是一道好题．

    练习册系列答案
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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    14．如图所示，放置在水平地面上的平底薄壁容器重10N，底面积0.01m2，内装30N的水，水深0.20m，现将体积为200cm3的实心铜块系在弹簧测力计挂钩上，并把它完全浸没于容器内的水中（水位溢出，铜块未接触容器底部，ρ铜=8.9×103kg/m3，g取10N/kg）．求：
    （1）铜块未放入水中时，容器底部受到水的压力是多少？
    （2）铜块完全浸没于水中后，弹簧测力计的示数是多少？此时容器对水平的压强是多大？

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    7．某班同学利用如图1所示的实验装置完成了“测滑轮组机械效率”以后，进行小交流，下表是各小记录数据：
    实验小组钩码重G（N）动滑轮G动（N）拉力F（N）滑轮组的机械效率η
    10.50.40.3547.6%
    20.50.40.3843.9%
    310.60.6253.8%
    410.80.7146.9%
    520.60.9868.0%
    620.81.0662.9%
    （1）实验中影响滑轮组机械效率的主要因素是被提升物体重、动滑轮重．
    （2）找出原因：1、2两个小组的动滑轮重相同，提起的钩码重也相同，测出的滑轮组机械效率却不同，可能的原因是绳重和摩擦（至少答出两点）．
    （3）实验拓展：本实验操作时要求竖直向上匀速向上拉动弹簧测力计，且在拉动过程中读数．小明认为不太好操作，于是他在弹簧测力计静止时读出了数据，这样计算出的机械效率将偏大（选填“偏大，偏小，不变”）．
    （4）实际应用：要提起重800N的物体，但是他的最大拉力只有300N．于是，他找来了一些滑轮，想利用滑轮组提起这个重物．已知每个滑轮重20N，小华想站在地上向下拉绳．他最好选择图2中的c滑轮组来提起重物．请在所选的图中画出正确的绕绳方法．如果实际拉力是280N，则所选滑轮组的机械效率约为95.2%．

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    4．下列说法正确的是（　　）
    A．光年是一个非常大的时间单位
    B．“坐井观天，所见甚小”隐含了光的直线传播原理
    C．平静湖面上的“倒影”，说明平面镜成缩小正立的虚像
    D．透过书桌上的玻璃板看玻璃板下面的字，看到的是光的反射形成的字的虚像

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    11．现有标注为“3V 1W”和“6V 4W”的两盏灯L1和L2，把它们与“20Ω 1A”的滑动变阻器串联后，接在9伏的电源上，如图所示，开关闭合后，当滑动变阻器R的滑片P从a端向b端滑动的过程中，下列说法正正确的是（　　）
    ①两灯发光时，灯L2比灯L1亮；
    ②两灯逐渐变亮，灯L1首先正常发光；
    ③灯L1和L2发光时电功率之比是1：4；
    ④灯L1和L2的总功率有可能与变阻器的功率相等；
    ⑤电路消耗的总功率逐渐增大．
    A．①③④B．②③④C．①④⑤D．②④⑤

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    1．如图是小聪“测量滑轮组机械效率”的实验装置图，测得的数据如表所示，第1次实验测得的机械效率为66.7%．分析实验数据可知：使用同一滑轮组提升重物时，可以采用增加被提升物体的重力的办法来提高机械效率．
    物理量
     
    实验次数    		钩码总重G/N钩码上升的高度h/m测力计示数F/N测力计移动距离s/m机械效率η
    120.11.00.3 
    240.11.80.374%
    360.12.40.383%

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    8．如图所示，是小明设计的一种饮水机简易原理图，A为水箱，L为指示灯，其电阻为10Ω，S1为电源开关，S为温控开关，有a、b两个触点．R1为加热电阻，下表是一些技术参数．（不考虑R1、R2和指示灯L的阻值受温度变化的影响，表中的功率均指R1的功率）
    饮水机的技术参数
    额定电压加热功率保温功率
    220V484W25W
    （1）指示灯工作时，饮水机处于保温状态．（选填“保温”或“加热”）
    （2）电阻R2的阻值为多少？
    （3）在保温状态下50s内，水吸收热量1000J，问饮水机此状态下的供热效率是多少？
    （4）你认为此饮水机在设计上有什么不足之处．（写出一条即可）

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    5．在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中．

    （1）如图甲，将一个长方体木块放在水平桌面上，用弹簧测力计水平向右匀速拉动木块，则木块受到的滑动摩擦力的大小为2.2N
    （2）将此木块沿竖直方向切成相等的两块A和B，如图乙叠放，用弹簧测力计水平向右拉动A，使A和B一起做匀速直线运动，则弹簧测力计示数将不变．
    （3）图甲中，若水平向右拉动木块加速运动，则木块受到的摩擦力大小不变
    （4）如图丙、丁，分别用弹簧测力计拉木块A，B做匀速直线运动，木块A，B所受摩擦力分别为fA和fB，则fA ＞fB．

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    1．石块在液体中下沉时受到浮力的作用（填“受到”、“不受到”），若一个石块重5N，把石块挂在弹簧测力计下端，将其浸没在某种液体中，此时弹簧测力计的示数为2N，则该石块受到液体的浮力为3N．由此可知，此石块排开的液体重3N．

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