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5.如图甲所示,灯泡L1(6V,6W)和L2(6V,3W)串联接入电路中,通过L1和L2的电流随两端的电压变化的关系曲线分别为图乙中的OA和OB.

(1)要使其中一个灯泡正常发光,电路消耗的总功率为多少?电源电压为多少?
(2)将L2和R=5Ω的电阻串联后接到电压为6V的电源两端,这一电路消耗的总功率为多少?

分析 (1)由图甲可知,两灯泡串联,两灯泡的额定电压相等,由图可知A的电流大于B的电流,根据串联电路的电流特点可知要使其中一个灯泡正常发光时电路中的电流,根据图象读出两灯泡两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电源的电压,根据P=UI求出电路消耗的总功率;
(2)将L2和R=5Ω的电阻串联后接到电压为6V的电源两端,通过它们的电流相等,且电路的总电压等于各分电压之和,根据图象读出符合题意的电流,根据P=UI求出这一电路消耗的总功率.

解答 解:(1)由题可知,两灯的额定电压均为6V;
由图象可知,L1正常工作时的电流为1A,L2正常工作时的电流为0.5A,
L1和L2串联,因串联电路中各处的电流相等,且要使其中一个灯泡正常发光,
为了保证灯泡的安全,所以电路的最大电流I=0.5A,
由图象可知,电流为0.5A时所对应的电压分别U1=2V,U2=6V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源电压:U=U1+U2=2V+6V=8V,
电路消耗的总功率:P=UI=8V×0.5A=4W;
(2)将L2和R=5Ω的电阻串联后接到电压为6V的电源两端,
因串联电路中各处的电流相等,且电路的总电压等于各分电压之和,
所以,结合欧姆定律可得:U′=U2′+I′R,即6V=U2′+I′×5Ω,
由图象可知,当U2′=4V、I′=0.4A时,上式成立,
则这一电路消耗的总功率:P′=U′I′=6V×0.4A=2.4W.
答:(1)要使其中一个灯泡正常发光,电路消耗的总功率为4W,电源电压为8V;
(2)将L2和R=5Ω的电阻串联后接到电压为6V的电源两端,这一电路消耗的总功率为2.4W.

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,从图象中获取有用的信息是关键.

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斜面
倾斜角θ
小车重G/N斜面高
h/m
斜面长
S/m
拉力
F/N
有用功
W/J
总功
W/J
机械效率η
12°50.212.112.148%
30°50.513.62.53.669%
45°50.714.13.54.1
(1)请你替小叶同学在上表中的空格处填上适当的数据.
(2)分析上表中的数据,可以得出的探究结论是:斜面倾斜角θ越小,斜面越省力,斜面的机械效率越低.(选填“高”或“低”)
(3)实验过程中拉力的方向应与斜面平行.
(4)若想探究斜面的机械效率与物重的关系,则要保持斜面倾斜角θ不变,斜面的光滑程度不变,只改变斜面粗糙程度,这种研究问题的方法我们称之为控制变量法.

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20.如图是吴林利用U形压强计改装成的测液体密度的密度计.A为固定支架,其作用是保证橡皮膜在不同的液体中深度均为2cm.U形管盛水,其右管标有刻度值,为了便于读数,在U形管右管有一个指示液面位置(刻度值)的质量为1g的实心红色浮标,刚好有一半体积浸没在水中.未测量时,U形管水面刚好与a相平,读数时,读取浮标所对的浮刻度值即可.该浮标的密度是500kg/m3,当橡皮膜放入某液体中,浮标指示在b处,ab之间的距离为2cm,则b处的刻度值是2×103kg/m3

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B.骑着自行车前进时,地面对后轮的摩擦是有益摩擦
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