【题目】在测定额定电压为3.8V的小灯泡(电阻大约为10Ω)额定功率的实验中,小明连接了如图甲所示的电路,其中电源电压为6V且保持不变。
(1)用笔画线代替导线将实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片向左移动时小灯逐渐变亮,连线不得交叉)。
(___)
(2)在连接电路时,开关必须_____。若有A(5Ω1A)、B(10Ω0.5A)和C(15Ω0.2A)三个滑动变阻器可供选择,则应该选择变阻器_____(填“A”、“B”或“C”)连入电路,才能保证实验顺利进行。
(3)在实验中,若电压表示数为2V,为了能测量小灯泡的额定功率,必须将滑片P向_____(选填“A”或“B”)端移动,当电压表的示数为3.8V时小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为_____W。
(4)小明根据测量小灯泡实际功率的多组实验数据,作出了I﹣U图象,如图丙所示。结果发现图象不是直线,这表明通过小灯泡的电流与其两端的电压_____(选填“成”或“不成”)正比,这是因为_____。
【答案】(1); (2)断开; B. (3)A; 1.52; (4)不成; 灯丝电阻随温度的升高而增大
【解析】
(1)先根据灯泡额定电压确定电压表量程,再根据滑动变阻器的滑片向左移动时,小灯变亮,确定滑动变阻器接入电路的部分是左半段电阻丝,把灯泡与滑动变阻器串联接入电路,电压表与灯泡并联即可。
(2)为保护电路,连接电路时,开关要断开;由串联电路特点及欧姆定律计算灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值,然后根据该阻值选择滑动变阻器。
(3)灯泡电压小于额定电压,为使灯泡正常发光,应移动滑动变阻器滑片使滑动变阻器接入电路的阻值减小,使灯泡电压变大,根据滑动变阻器的接法判断滑片的移动方向;当灯泡电压等于额定电压时,灯泡正常发光;由电功率公式P=UI可以计算灯泡电功率。
(4)电流与电压不成正比的真正原因是:灯泡的灯丝会随温度的变化而改变。
测量功率的实验中,灯泡与滑动变阻器,电流表串联接入电路,电压表与灯泡并联,根据灯泡的电压和电阻知,电流约
,所以电流表选择小量程;
滑动变阻器的滑片向左移动时小灯逐渐变亮,所以滑动变阻器连接A接线柱,电路图如图所示。
根据保护电路的原则,在连接电路时,开关必须断开;
灯泡正常发光时电路电流约为,可见灯泡电流大于滑动变阻器C的电流,不能用C,此时滑动变阻器两端电压为:
由得:滑动变阻器接入电路的阻值
,滑动变阻器应选B。
电压表示数2V小于灯泡额定电压3.8V,由电路图可知,应向A移动滑动变阻器滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值变小,灯泡两端的电压变大;
当电压表示数等于灯泡额定电压3.8V时,灯泡正常发光,如图乙,因为电流表使用的小量程,分度值为0.02A,读数是0.4A,所以灯泡的额定功率为:
;
图线弯曲说明小灯泡的电流与其两端的电压不成正比,即灯泡的电阻值是变化的,不是定值;
这是因为灯泡两端电压越大,灯的电流越大,灯泡的实际功率越大,灯丝温度越高,电阻越大,即灯丝电阻随温度升高而增大,所以图线不是直线。
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【题目】小明和小红在探究“电压一定时,电流跟电阻的关系”时,设计的电路图如图甲所示。
(1)根据甲图所示的电路图用笔画线代替导线将乙图中的实物连接完整。
(__________)
(2)小明连接好电路,闭合开关,发现电流表无示数,移动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是___________(选填序号)。
①电流表坏了 ②变阻器短路 ③电阻处断路 ④电阻短路
(3)排除电路故障,闭合开关进行实验,多次改变R的阻值,调节变阻器的滑片,保持电压表示数不变,实验数据记录如下表。其中第5次实验电流表示数如图丙所示,其读数为______________A。
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
电阻R/Ω | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
电流I/A | 0.6 | 0.3 | 0.2 | 0.15 |
(4)分析表中数据,可以初步得到结论为:________________________________。
(5)(拓展):实验结束后,老师提出只给一个电压表、一个已知阻值的电阻R0、待测电阻Rx、两个开关S和S1、电源和导线若干,要求他们测出电阻Rx的阻值。
请你将实验设计方案补充完整。
①______,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为Ux;
②______,用电压表测出电源的电压U;
表达式Rx=___________________(用测量量和已知量表示)。
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【题目】我们知道滑轮组的机械效率与动滑轮的自重有关,那么用杠杆提升物体时,杠杆的机械效率是否与杠杆的自重有关呢?为了弄清这个问题,小明进行了下面的探究。
(1)小明将一个质量均匀的铁管一端固定,把重为4N的物体挂在铁管的中点,然后用弹簧测力计竖直提起铁管的另一端,使物体上升的距离为4cm,弹簧测力计的示数如图甲所示,此时拉力大小是__________N,弹簧测力计上升的距离是__________cm,此时杠杆的机械效率是__________。
(2)小明将铁管内装满沙子,铁管的两端都密封好,然后又重复了步骤(1)中的实验,拉力大小如图乙所示,此时图乙中杠杆的机械效率是__________。
(3)由以上实验我们可以得出:当杠杆悬挂位置不变,拉力方向不变时,杠杆的机械效率与杠杆的自重__________(选填“有关”或“无关”)。
(4)实际上影响杠杆机械效率大小的还有其他因素,请猜想:杠杆的机械效率还可能与__________(答案合理即可)有关。
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【题目】阅读短文,回答问题。
远距离输电
输电要用导线,如果导线很短,电阻很小可忽略,而远距离输电时,导线很长,电阻大不能忽略。
导线有电阻,电流通过时就要发热,如何减少输电线上电功率的损耗呢?发电厂输出的电功率是一定的,它决定于发电机组的发电能力。根据P=UI,若提高输电电压U,那么线路中的电流一定会减小。输电线上损失的电功率为ΔP=I2R,所以减小输电线的电阻和减小输电电流就可以大大降低电能的损失。
从减少输电线路上的电功率损耗和节省输电导线所用材料两个方面来说,远距离输送电能要采用高电压或超高电压。但也不能盲目提高输电电压,因为输电电压越高,输电架空线的建设,对所用各种材料的要求就越严格,线路的造价就越高。
绝缘子(如图)是应用在输电线路上的一种特殊的绝缘控件,它主要起到支持和固定导线的作用,通常由玻璃或陶瓷制成。
从发电站输出的电能,一般都要通过升压变压器提升电压,根据输送距离的远近,常采用10千伏、35千伏、110千伏、220千伏的高压输电,甚至1000千伏以上的特高压输电。到达用户处再用降压变压器逐级降低电压。
(1)减小输电线上电能损失的方法有__________。
A.增大输电线的横截面积
B.减小输电线的长度
C.提高输电电压
D.缩短供电的时间
(2)绝缘子无需具备的特性是___________
A.机械强度高 B.耐低温 C.耐腐蚀 D.透光性好
(3)若输电电压提高2倍,则线路上的功率损耗将降为原来的_______。
(4)用电高峰时期,家庭电路的电压会_______(选填“升高”、“不变”或“降低”)。
(5)若发电厂输出功率为2×107W,输电线的电阻为5Ω,若控制线路损失功率为输出功率的4%,则应将输电电压提高到_______。
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【题目】如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F-t和v-t图象分别如图乙、丙所示,下列说法正确的是
A. 当t=1 s时,物体处于静止状态,摩擦力是0
B. 当t=3 s时,物体受到的摩擦力是7 N
C. 4~6 s内,拉力F做功的功率是10 W
D. 2~4 s内,物体的机械能保持不变
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【题目】高压锅密闭性良好,煮食物时水蒸气不易外泄,锅内气压增大,提髙了水的沸点。若某型号高压锅锅内气压达到1.75个标准大气压时,水的沸点为116℃,不考虑水的蒸发,质量为2 kg的水从温度96℃ 加热至沸腾,至少吸收__________J的热量。若锅盖面积为4×10-2 m2,此时锅内气体对锅盖的作用力为 _______N。[c=4.2×103 J/(kg℃),设1个标准大气压=105Pa]。
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【题目】如图所示为甲、乙两种物质的质量跟体积关系的图象,根据图象分析,密度ρ甲______ρ乙(选填“>”、“<”或“=”);质量为1.8kg乙物质的体积为______dm3。
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【题目】冬季用来暖手的“电暖宝”是广大居民喜爱的暖手工具,暖手宝的电路图如下,已知发热体的电阻为121Ω,假设“电暖宝”中水的质量为0.5kg,将其从10℃加热到80℃,用了10分钟。(指示灯电路消耗的电能不计)
(1)已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),则水吸收的热量是多少?
(2)如果消耗的电能全部由天然气提供,需要完全燃烧多少天然气?(q=7×107J/m3)
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【题目】测量液体的密度:
过程步骤 | 1.将烧杯中盐水全部倒入量筒后,读出从烧杯中倒入量筒内盐水的体积V; 2.测烧杯的质量m1; 3.烧杯和盐水的总质量m0(如图显示)。 | |||||||||||
数据表格 | ①正确的操作顺序为______________ ②完成实验数据表格的填写
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问题讨论 | ③将在水中漂浮的一个木块,放入该盐水中,木块_______(选填“能”或“不能”)继续漂浮,该木块在盐水中受的浮力_____(选填“等于”或“小于”或“大于”)在水中受到的浮力。 |
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