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    15．如图甲是一台落地电风扇，电风扇的参数见下表，乙图是电风扇的尺寸示意图，由于电风扇的质量分布不均匀，它的重力作用点在P点；电风扇内部的电路图可简化为丙图，图中的代表电动机，R1、R2是限流电阻．
    风速档位3档
    扇叶直径50cm
    单台净重6.0kg
    电动机线圈电阻20Ω
    额定电压220V
    电动机功率高档时60W
    中档时40W
    低档时20W
    （1）小明想在电路中加一个“倾倒开关”，使电风扇被碰倾倒时能自动断开电路．此开关应该安装在丙图中的A（选填“A”、“B”或“C”）处．
    （2）将电风扇调到最高档（最大风速），H调到最大值，此时H=120cm，它的放置状态如图乙所示，在水平方向扇叶受到空气对它向左的作用力F=16N，重力作用点P离电风扇底座中轴线横向距离a=15cm，P点离地面的距离b=40cm，底座半径r为17cm．当电风扇的风速达到最大时，它会翻倒吗？请用杠杆平衡原理计算说明．（g=10N/Kg）
    （3）电风扇在额定电压下工作，当旋转开关调到2位置时，风速档位是中档（选填“低档”、“中档”或“高档”）；此时，电动机两端的电压为100V，求R1的阻值及电动机的输出功率．

    分析 （1）被碰倒时火线和零线直接接触会出现短路，电流过大，产生热量会增多，会引起火灾；为了防止短路现象，在电热器被碰倒时，切断火线，“倾倒开关”要接在火线上；
    （2）最大风力时，为使电风扇不翻倒，电风扇在风力与重力处于平衡，利用杠杆平衡的条件即可求出半径a的大小；
    （3）分析旋转开关接三个位置时电路的连接状态，可分析出接2时的档位；根据电路特点和欧姆定律计算R1的阻值和电动机输出功率．

    解答 解：（1）图丙中，使电风扇被碰倾倒时能自动断开电路，避免更大的损坏，在电热器被碰倒时，切断火线，磁开关安装在A点处；
    （2）如图：

    电风扇重心在P点，离电风扇中轴横向距离a=15cm，
    以最高档（最大风速）水平扇动时，以O为支点，
    为使电风扇不翻倒，电风扇在风力与重力处于平衡，由杠杆平衡条件得：F×H=G×（R+a），
    R=$\frac{F×H}{G}$-a=$\frac{F×H}{mg}$-a=$\frac{16N×120cm}{6kg×10N/kg}$-15cm=17cm；
    所以电风扇工作时，为使电风扇不翻倒，此时底座半径r至少需要17cm，故电风扇的风速达到最大时不会翻倒．
    （3）旋钮开关接触点“3”时电路中只有电动机连入，电路中的电阻最小，电流最大，则电风扇的风速最大为高档；
    旋钮开关接触点“1”时电路中R1、R2、电动机串联连入电路，电阻最大，电流最小，则电风扇的风速最小低档；
    旋钮开关接触点“2”时电路中R1与电动机串联连入电路，则为中档；
    中档电动机两端的电压为100V，P电动机=40W，
    因为P=UI，
    所以电路中电流：I=I电动机=$\frac{{P}_{中档}}{{U}_{中档}}$=$\frac{40W}{100V}$=0.4A，
    所以：R1=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{U-{U}_{中档}}{I}$=$\frac{220V-100V}{0.4A}$=300Ω；
    电动机产生热功率：P热=I2R线圈=（0.4A）2×20Ω=3.2W，
    电动机的输出功率：P热=P电动机-P热=40W-3.2W=36.8W．
    答：（1）A；（2）电风扇的风速达到最大时不会翻倒；（3）R1的阻值为300Ω，电动机的输出功率36.8W．

    点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、杠杆平衡条件的灵活应用，关键是旋钮开关分别置于档位1和档位2时电路连接方式的判断和最大、最小电功率的判断，能正确根据已知关系处理数据．

    练习册系列答案
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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    19．下列现象中，不能用分子动理论解释的是（　　）
    A．走进花园闻到花香B．放入水中的糖使水变甜
    C．看到烟雾在空中弥漫D．水和酒精混合总体积变小

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    20．如图甲所示，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应滑到b端（选填“a”或“b”）；闭合开关S，调节滑动变阻器，电流表的示数如乙图所示，通过灯L的电流为0.3A．

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    3．阅读短文，回答问题．
    无处不在的弹簧
    弹簧在生活中随处可见，它在不同的领城发挥着重要作用．
    弹簧的特点就是在拉伸或压缩时都要产生反抗外力作用的弹力，而且形变越大，产生的弹力越大；一旦外力消失，形变也消失．物理学家胡克研究得出结论：在弹性限度内，弹簧的形变量与它受到的拉力（或压力）成正比．
    弹簧具有测量功能、紧压功能、复位功能和缓冲功能，以及储存能量的功能．弹簧在生产和生活中有许多应用，例如，制作弹簧侧力计、钢笔套上的夹片、机械钟表的发条等．
    （1）弹簧被拉伸或压缩时会产生反抗外力作用的弹力，这说明力的作用是相互的．
    （2）胡克的结论是在弹性限度内，弹簧的形变量与它受到的拉力（或压力）成正比．
    （3）如表是小明研究弹簧长度与所受拉力大小关系时实验记录数据的表格，请根据表格回答问题：
    拉力/N00.51.02.02.533.54
    弹簧长度/cm4567891010.510.5
    ①．实验中弹簧原来长度是4cm，当弹簧伸长的长度为5cm时，所受拉力为2.5N．
    ②记录表格中，空格的数据是1.5N；如果用实验中的弹簧制作弹簧测力计，则测力计的量程应为3.5N．
    （4）举一个生活中应用弹簧的实例：弹簧门．（短文中实例除外）

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    10．在探究质量与体积的关系时，小明找来大小不同的塑料块和某种液体做实验．
    （1）图甲是小明在水平桌面上使用托盘天平的情景，他的错误是测量过程中，调节了平衡螺母．
    （2）改正错误后，小明正确操作，根据实验数据分别画出了塑料块和液体质量随体积变化的图象，如图乙所示．
    ①分析图象可知：同种物质的不同物体，其质量与体积的比值相同（选填“相同”或“不同），物理学中将质量与体积的比值定义为密度，塑料的密度为1.2×103kg/m3．
    ②往烧杯内倒入适量的液体，用天平称出烧杯和液体的总质量，天平平衡时，右盘中砝码的质量及游码的位置如图丙所示，则烧杯和液体的总质量为37.4g，若再将量筒中体积为20cm3液体全部倒入烧杯内，则烧杯和液体的总质量应为52.4g．

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    20．在如图甲所示的电路中，R0是定值电阻，电源电压恒为4V，在滑片滑动过程中，电流表与电压表的示数变化关系如图乙所示，综合分析电路及图象信息可知（　　）
    A．R0阻值是35ΩB．电路的最大总功率是3.2W
    C．电路的最小总功率是0.35WD．滑动变阻器的最大阻值是5Ω

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    7．如图所示，电源电压不变，定值电阻R0的阻值为10Ω，当滑动变阻器的滑片P在中点时，电压表示数是6V；当P在滑动变阻器左端时，电压表示数是9V，滑动变阻器的最大阻值是10Ω．

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    4．王斌同学利用“替代法”测量一粒花生米的密度，实验过程如图所示，
    （1）在下列空格中填写适当内容．
    ①选择一粒饱满的花生米放入装有适量水的透明玻璃杯中，发现花生米下沉至杯底，如图甲所示，此时花生米所受的浮力小于（填“大于”“等于”或“小于”）重力．
    ②往杯中逐渐加盐并搅拌，直至观察到花生米悬浮，随即停止加盐，如图乙．
    ③取出花生米，用调好的天平测杯子和盐水的总质量，如图丙，天平的读数为121.0g．
    ④将玻璃杯中的盐水全部倒入量筒，如图丁，量筒的读数为55mL．
    ⑤利用密度公式计算出盐水的密度，即为花生米的密度．
    （2）实验中遗漏了重要的一步，即第④步操作后还应测量倒出水后玻璃杯的质量．

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    5．一阻值为60Ω的电热丝接在电源上，通过它的电流为2A，通电1min产生的热量为（　　）
    A．1.2×102JB．3.6×103JC．7.2×103JD．1.44×104J

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