【题目】小明利用以下器材:电源(电压恒为6V),滑动变阻器,开关各一个,电流表、电压表各一块,三个定值电阻(10Ω、15Ω、20Ω),导线若干,来探究电流与电阻的关系。
(1)如图甲是小明连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线;
(________)
(2)电路连接正确后,闭合开关前,滑片应置于________端;(选填“A”或“B”)
(3)闭合开关后,移到滑片,使与电阻(20Ω)并联的电压表示数为4V,读出电流表示数,再分别改接15Ω、10Ω的电阻,重复上述实验,收集的实验数据如表1所示。老师告诉小明有一组数据误差较大,便找来一个5Ω的电阻让他再测一组数据。当他把5Ω的电阻接入电路时,要使电压表示数仍为4V,实验不能继续进行,其原因是_______________________________________________;
(4)改变连接后,当电压表示数仍为4V时,电流表示数为________A(如图乙所示)。综合分析数据可得:电压一定时,___________________________________________;
(拓展1)小明又利用上述实验器材探究“电流与电压的关系”,将滑片从一端移到另一端的过程中,收集的实验数据填入了表2中。
表1
电压U/V | 4 | ||
电阻R/Ω | 20 | 15 | 10 |
电流I/A | 0.20 | 0.28 | 0.40 |
表2
电阻R/Ω | 10 | ||||
电压U/V | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
电流I/A | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 |
(1)分析表2中数据可得:电阻一定时,_________________;
(2)分析可知,小明使用的变阻器的最大阻值为________Ω;
(拓展2)完成上述实验后,小明还想测定一个U额=2.5V的小灯泡的额定功率,他发现电流表已坏,于是他向物理老师借了一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图丙所示的实验器材,测出了小灯泡的额定功率,请你帮他将下列实验步骤补充完整:
<>(1)连接好实验电路,______________,移动滑片,使电压表示数为_______V;(2)保持滑片的位置不动,S2接1,读出电压表的示数为U;
(3)小灯泡额定功率的表达式P额=___________。(用物理符号表示)
【答案】 A 超过了电流表所选的量程 0.8 导体中的电流和导体的电阻成反比 通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比 20 闭合开关S1,开关S2接2 2.5
【解析】
(1)[1]从实物图可以看到,电流从电源正极流出,流过开关、电流表、滑动变阻器,当到达电阻R的右端时,这时电流不会流过电阻R,也不会流过电压表,而是直接回负极;这情况下应该把变阻器右下端与电阻R右端的接线,改成变阻器右下端与电阻R左端的接线,这时电流会流过电阻R,电压表测电阻R的电压,这样符合实验要求;根据上述更改接线,如下图所示。
(2)[2]电路连接正确后,闭合开关前,为了保护电路,以免电流过大,变阻器接入电路的电阻应该最大,从实物图可以看到,滑片应该置于A端。
(3)[3]当他把5Ω的电阻接入电路时,要使电压表示数仍为4V,这时根据可知,电路中的电流大小是
这个电流值已经超过电流表的量程,所以实验不能继续进行。
(4)[4]由上述可知,电阻两端的电压是4V,根据可知,电流表选择0~3A量程,分度值是0.1A,所以示数是0.8A。
[5]从表1数据可知,电流与导体电阻的乘积是定值,由此可得到:电压一定时,导体中的电流和导体的电阻成反比。
(1)[6]从表2数据可知,电阻两端的电压与流过它的电流比值是一个定值,由此可得到:电阻一定时,通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。
(2)[7]将滑片从一端移到另一端的过程中,由表2数据可知,当电压表的示数是6V时,这个是电源电压的大小,也就是变阻器两端的电压是0,变阻器接入电路的电阻是0;当电压表的示数是2V时,可知变阻器接入电路的电阻最大,变阻器两端的电压是
那么变阻器的最大阻值是
即小明使用的变阻器的最大阻值为。
(1)[8][9]连接好实验电路,闭合开关S1,开关S2接2,移动滑片,使电压表示数为2.5V。
(3)[10]保持滑片的位置不动,S2接1,读出电压表的示数为U,这个电压是灯泡和电阻R0的电压之和,那么由上述可知,电阻R0的电压大小是
流过电阻R0的电流大小是
串联电路电流处处相等,那么可知流过灯泡的电流大小是
这也是小灯泡的额定电流,根据可知,小灯泡额定功率的表达式是
小灯泡额定功率的表达式是。
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【题目】阅读短文,回答问题。
“发电路”------光伏高速公路。全球首段光伏高速公路(如图)在山东济南亮相,这是我国首个承载式光伏高速公路。这种路面的最上层是类似毛玻璃的半透明新型材料,摩擦系数高于传统沥青路面,保证轮胎不打滑的同时,还拥有较高的透光率,可以让阳光透过它,使下面的太阳能电池把光能转换成电能,实时输送至电网,就好像一个巨大的充电宝。在冬季这段路面还可以将光能转化为内能,消融冰冻积雪,确保行车安全。目前路面下还预留了电磁感应线圈,未来随着电动汽车无线技术的配套,可实现电动汽车在此路段行驶过程中,边跑边充电,再也不用担心电池不够用。
(1)该半透明新型材料拥有较高的透光率,可以让阳光穿透它,使下面的太阳能电池把太阳能转换成电能,太阳能是___________________(选填“一次”或“二次”)能源,电磁感应现象的发现者是___________;
(2)小明坐在汽车上,透过车窗看到路边的景物向后移动,他是以_______________为参照物的;
(3)在冬季,光伏路面还可以将光能转化为内能,消融冰冻积雪,积雪在熔化过程的特点是____________________________。
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【题目】某电热水壶的铭牌如图所示,小明用这个电热水壶将1kg、温度为23℃的水烧开,所用时间是7min。已知c水=4.2×103J/(kg℃),假设烧水的环境在1标准大气压下,
水壶正常工作。求:
(1)电热水壶正常工作时的电流;
(2)水的质量;
(3)水被烧开所吸收的热量;
(4)电热水壶的热效率
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【题目】在测量小灯泡电功率的实验中,提供的器材有:额定电压为4V的小灯泡一个,电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、开关、“20Ω1A”的滑动变阻器各一个,导线若干。
(1)请根据图甲的电路图,用笔画线代替导线,将图乙的电压表连入电路中。
(______)
(2)观察甲图,闭合开关前,滑片P置于滑动变阻器_____端(填“A”或“B”)。闭合开关,发现灯泡不亮,电流表有示数,电压表示数为零,此现象的原因可能是电灯泡L发生_____。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片P,使小灯泡正常发光,此时电流表示数如丙图所示,则通过小灯泡的电流是_____A,灯泡的额定功率是_____W。
(4)若电压表的量程断路,只能用的量程,阿荣设计如丁图所示的电路,继续实验:闭合开关前,应将滑片P置于滑动变阻器的_____位置(选填“A端”、“B端”、“中间偏左”或“中间偏右”)。移动滑片P,当电压表示数为_____V时,小灯泡正常发光。
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【题目】如图所示,放在水平的烧杯口上的硬纸板上有一个静止的象棋子,将棋子下的硬纸片用手指突然弹出,下列说法正确的是( )
A.当纸片被弹出时,棋子落入烧杯中,这是因为纸片具有惯性
B.棋子下落过程中重力势能转化为动能
C.硬纸板被弹出说明手指给硬纸板的力大于手指受到纸板的作用力
D.棋子静止在纸板上时,棋子受到的重力和支持力是一对平衡力
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【题目】如图所示电路中,电源电压为12V且保持不变,定值电阻R1的阻值为22Ω,滑动变阻器R2上标有“10Ω 1A”字样。闭合开关S,电流表的示数为0.5A。求:
(1)电阻R1两端的电压_____;
(2)滑动变阻器R2接入电路的阻值_____;
(3)现设想用定值电阻R0来替换电阻R1,要求:在移动滑动变阻器滑片P的过程中,两电表的指针分别能达到满刻度处,且电路能正常工作;
①现有阻值为16Ω的定值电阻,若用它替换电阻R1,请判断:_____满足题目要求(选填“能”或“不能”)。若能满足题目要求,通过计算求出替换后滑动变阻器的使用范围;若不能满足题目要求,通过计算说明理由______;
②满足题目要求的定值电阻R0的可能取值范围为_______。
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【题目】如图所示,在“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”的实验中。
(1)该实验是通过观察U形管中_____的变化,来比较电流通过电阻丝产生热量的多少;
(2)由乙图实验表明:在电阻和通电时间相同的情况下,通过导体的_____越大,产生的热量越多;
(3)若通电一段时间后,发现其中一个U形管中液面的高度几乎不变,出现该现象的原因可能是空气盒气密性_____;
(4)英国物理学家_____最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和时间的关系。
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【题目】在探究“电流通过导体产生热量跟什么因素有关”实验中,三个透明容器中密封着等量的空气,容器内的电阻连接情况如图所示,通电后,观察U形管中液面高度的变化。则:
(1)要探究电流产生的热量与电流的关系,需观察_______两个 U 形管中液面升高的高度;
(2)通电一段时间后,U 形管中液面升高的高度最高的是_____。
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【题目】如图所示,质量都是60kg的小杰与哥哥进行爬竿比赛,小杰先到达竿顶然后匀速下滑,此时哥哥正在匀速上爬。对于此时他们所受摩擦力f的大小与方向,分析正确的是( )
A.f小杰=600N,竖直向上;f哥哥=600N,竖直向上
B.f小杰=600N,竖直向上;f哥哥=600N,竖直向下
C.f小杰<600N,竖直向上;f哥哥>600N,竖直向下
D.f小杰<600N,竖直向下;f哥哥>600N,竖直向上
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