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12.用12V的电源为微型电动机供电的电路如图(甲)所示.当单刀双掷开关S1、S2均向上合上时,电动机开始转动,电流I随时间t变化的图象如图(乙)所示.当电流稳定时,电动机正常工作.已知电动机转动时欧姆定律不适用,并忽略温度对电阻的影响,求
(1)当单刀双掷开关S1、S2均向下合上时可改变电动机转向(转向或转速).
(2)电动机的电阻是10Ω,电动机正常工作时的效率是66.7%.

分析 (1)分析单刀双掷开关S1、S2均向下合上时的电路变化得出答案.
(2)由图乙可知电动机正常工作时的电流,利用P=UI求电动机正常工作时的功率.
由图乙可知电动机刚开始转动时的电流,此时根据欧姆定律求出电阻,正常转动后,根据P=I2R求出电阻产生热量的功率,则输出功率(有用功率)等于电动机正常工作时的功率和发热功率之差,利用η=$\frac{{P}_{输出}}{P}$求电动机正常工作时的效率.

解答 解:
(1)根据开关的控制作用可以看出,单刀双掷开关S1、S2均向下闭合时流入电动机的电流方向改变,可改变电动机的转向,实现电动机的反转.
(2)由图乙可知电动机正常工作时的电流I=0.4A,此时电动机的功率P=UI=12V×0.4A=4.8W,
由图乙可知电动机刚开始转动时的电流I′=1.2A,
由欧姆定律得电动机的电阻:
R=$\frac{U}{I′}$=$\frac{12V}{1.2A}$=10Ω,
电动机正常工作时发热功率:P=I2R=(0.4A)2×10Ω=1.6W,
P输出=P-P=4.8W-1.6W=3.2W,
电动机正常工作时的效率:
η=$\frac{{P}_{输出}}{P}$=$\frac{3.2W}{4.8W}$≈66.7%.
故答案为:(1)转向;(2)10Ω;66.7%.

点评 本题考查了开关使用、欧姆定律的应用和效率的计算,要注意刚开始转动时电路中只是电动机的电阻产生电流,电动机正常转动时欧姆定律不适用.

练习册系列答案
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科目:初中物理 来源: 题型:解答题

1.在“测量小灯泡的电功率”实验中,同学们用电压表、电流表、开关、电压为4.5V的电源、额定电压为3.8V的小灯泡和标有“20Ω 1.5A”的滑动变阻器,设计了如图甲所示的电路图(小灯泡的灯丝电阻约为10Ω).

(1)请你按图甲的电路图,在图乙的实物电路中,用笔画线代替导线,将电流表正确连入电路(连线不得交叉).
(2)若电流表正确接入图乙电路,闭合开关前,某同学发现电路有一处错误,这个错误是滑动变阻器将下面两个接线柱接入了电路.改正错误后,闭合开关,将变阻器滑片向右移动时,电流表示数变大,则变阻器接入电路的接线柱是BC(选填“AD”或“BC”).
(3)测量过程中,当电压表的示数为3.8V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为1.52W.
(4)实验过程中,若将电压表和电流表互换位置,闭合开关后,小灯泡不亮(选填“亮”或“不亮”),这时电压表的示数约为4.5V.
(5)另一组同学按图甲电路图连接好最后一根导线时,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭,检查后发现电路连接正确,请你找出实验中两个操作不当之处:
①连接电路前,开关没有断开;②滑动变阻器的滑片没有移到阻值最大处.
(6)实验完成后同学们上网查阅资料发现,在相同的额定电压下工作时,LED灯比小灯泡亮,经研究得知,是因为LED灯工作时电能转化为光能 的效率比小灯泡高.

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科目:初中物理 来源: 题型:解答题

3.(1)如图1所示,木块的长度是2.65cm;弹簧测力计的示数是3.4N;该电阻箱连入电路的阻值是1615Ω.

(2)现用托盘天平称量一物体的质量.把天平放在水平桌面上,取下两侧的橡胶垫圈,指针就开始摆动.稳定后,指针指在分度盘的位置如图2甲所示:
①请从实验操作的角度,详细叙述接下来的调节过程:把游码移到横梁标尺左端零刻线,如果指针仍然左偏,向右调平衡螺母,使指针对准分度盘中央;
②调节完成后,将物体放在左盘,在右盘中增减砝码,并通过移动游码,再次使天平横梁平衡.这时右盘中的砝码情况和游码在标尺上的位置如图2乙所示,则物体的质量为46.2g.
(3)如图3所示,闭合开关,观察到金属杆ab向右滚动;断开开关,将电源两极对调后重新闭合开关,可观察到金属杆向左滚动.说明通电导体在磁场中运动方向与电流方向有关.

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科目:初中物理 来源: 题型:多选题

20.如图所示,将两只灯泡串联在电路中,闭合开关后发现其中一只发光,另一只不发光.下列说法中正确的是(  )
A.不发光的灯泡灯丝断了
B.两灯比较,不发光的灯泡的灯丝电阻较小
C.两灯比较,不发光的灯泡的两端的电压较小
D.两灯比较,不发光的灯泡的电功率较小

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7.下面是小王利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”的实验.(每个钩码重0.5N)
(1)实验前,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,这时应将平衡螺母向右(选填“左”或“右”)端调节,直到杠杆在水平位置平衡.
(2)如图1所示,①在杠杆A点处挂4个钩码,则在B点处应挂6个同样的钩码,杠杆仍然在水平位置平衡.
②把B点处的钩码取下,在B点处施加一个竖直向下的拉力F=3N时,杠杆仍然在水平位置平衡.当拉力F向右倾斜时,仍要保持杠杆在水平位置平衡,拉力F的大小将变大(选填“变大”、“变小”或“不变”).原因是F的力臂变小.
(3)如果小王又进行了如图2所示的探究,考虑杠杆重力的影响,发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉使杠杆仍然处于水平位置平衡时,则弹簧测力计的示数应大于3N.

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17.如图所示,在教室里,小明敲响乙音叉时,与甲音叉的叉股接触的乒乓球会弹起,这一现象既可以说明发声的物体在振动,也能说明声音可以在空气中传播;若在月球表面上进行此实验,则不能(选填“能”或“不能”)观察到上述现象;“玉兔号”探月车底部安装了一台测月雷达,通过发射电磁波(选填“超声波”或“电磁波”)探测二三十米厚的月球土壤结构.

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4.有两根电热丝R1和R2,其大小关系是R1:R2=3:1,若单独用R1对一壶水加热,则所需时间为t0.若将这两根电热丝并联连入电路,则烧开同一壶水所需的时间为(不计热损失)(  )
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1.小红用如图所示电路做“探究电路是电流与电阻的关系”的实验.
(1)用笔画线将电路补充完整.
(2)连接电路时开关应断开,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于B端.(选填“A”或“B”)
次数R/ΩI/A
150.3
2100.15
3150.1
(3)接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器滑片,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灯泡断路.
(4)排除电路故障继续进行实验,实验中应保持导体两端电压不变,然后多次改变R的阻值,实验数据记录如表,得到的实验结论是电压一定时,导体中的电流与其电阻成反比.

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2.如图“蛟龙号”创造了“中国深度”下潜7062m.今年“蛟龙号”将远赴印度洋探索2700m深处活火山的奥秘.已知:海水密度ρ=1.03×103kg/m3,声音在海水中的传播速度是1500m/s,取g=10N/kg.问:
(1)“蛟龙号”下潜到2700m深度时受到的海水的压强是多少?
(2)你认为“蛟龙号”面临的主要技术难题是什么(答出一条即可)?

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