【题目】等效替代法是科学研究中常用的思维方法之一,等效替代法是在保证某种效果(特性和关系)相同的前提下,将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程来研究和处理的方法.例如在研究平面镜成像特点时,我们遇到的难题是平面镜成虚像,无法确定虚像的位置,我们用一只与点燃蜡烛完全相同的未点燃蜡烛等效代替了那个虚像.小明按如图所示的电路图做“测量小电灯的额定功率”的实验,设计电路图如图所示,可小明发现电压表已经损坏,身边只有两个电流表,定值电阻一个(阻值已知为R),开关若干,一个3V的电源,一个滑动变阻器,一个额定电压为2.5V小灯泡,导线若干,小明如何测小灯泡的额定功率?请帮助小明完成实验(画出电路图,简要写出操作步骤和你需要测量的物理量,最后根据已知物理量和你测量的物理量写出小灯泡的额定功率的表达式)P额=________
【答案】电路图如下所示:
步骤:①闭合开关,调节滑动变阻器使A2示数为,此时灯泡正常发光;
②读出此时电流表A1的示数I1;
表达式:2.5VI1。
【解析】
要测量灯泡的额定功率,需使灯泡两端的电压等于额定电压,可将灯泡与电阻R并联,当R两端电压等于2.5V时,灯泡正常发光,测出此时灯泡电流,由P=UI可得出灯泡的额定功率。
根据等效替代的思想,可通过已知阻值的R电压间接得到灯泡L的电压,所以将灯泡与已知阻值的定值电阻R并联,当R两端电压为2.5V时灯泡正常发光,测出此时通过灯泡的电流即可。电路图如下所示:
步骤:①闭合开关,调节滑动变阻器使A2示数为,此时灯泡正常发光;
②读出此时电流表A1的示数I1;
表达式:P额=U额I1=2.5VI1。
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【题目】汽车已经走进了很多普通农村家庭,最近方文同学也购买了一辆小汽车,方文同学十分高兴,将汽车里里外外看了个遍,并且进行了认真地思考,发现汽车上许多地方都用到了物理知识,下面就是他思考的问题,请你和他一起解答。
(1)汽车发动机是汽油机,从能源可否再生角度看,汽油是_____(选填“可再生”或“不可再生”)能源;发动机工作时,_____冲程将内能转化为机械能。
(2)若汽车油箱的容积为60L(dm3),内装密度为0.71×103kg/m3、热值为4.61×107J/kg的汽油,则油箱最多可以装多少千克的汽油______?
(3)若轿车以60kW的恒定功率启动做匀速直线运动,运动过程中受到的阻力不变,运动速度v与时间t的关系如图所示,则在0﹣50s时间内,轿车发动机所做的功为多少_____?轿车在运动过程中受到的阻力为多少________?
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【题目】如图所示,某电子元件与滑动变阻器串联接在电压恒定的电源两端.闭合开关,向左移动滑动变阻器的滑片P,在此过程中,分别记下多组电表的示数,并绘制出如图中的I﹣U图象AE.分析图象可知,该电子元件的电阻________(选填“变大”、“变小”或“不变”).如果将图象AE延长,与横坐标交于F点,则此时电压表示数为________V.当滑片移到中点时,根据实验测出的数据,在坐标系中描出的点为________(选填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”).
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【题目】图甲是在物理实验是测量小灯泡额定功率的实验装置,小灯泡上标有2.5V的字样,采用两节新的干电池做电源.
(1)为保护电路元件安全,连接电路时开关应___;图中有一根导线还没有连好,应该把它接在电压表___(选填“0”、“3”或“15”)接线柱上.
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应调至___(选填“C”或“D”)端;闭合开关后,电压表示数为2V,为测量灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片P向__(选填“C”或“D”)端滑动,直到电压表示数为2.5V时为止.
(3)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为____.
(4)利用所测数据也能计算出灯泡正常发光时灯丝的电阻为___(保留到整数位).
(5)他通过调节滑动变阻器的滑片,测出了三组实验数据,如表所示.经过计算发现小灯泡亮度不同时,不但电功率不同,而且电阻也不同,你认为造成电阻不同的原因是___.
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【题目】一宇航员用托盘天平和弹簧测力计研究物体在地球上和月球上受到的重力和物体质量的关系,他得到如表一和表二所示的数据:
表一:在地球上
实验序号 | 质量(kg) | 重力(N) | 重力/质量/(N/kg) |
1 | 0.2 | 1.96 | 9.8 |
2 | 0.3 | 2.94 | 9.8 |
3 | 0.4 | 3.92 | 9.8 |
表二:在月球上
实验序号 | 质量(kg) | 重力(N) | 重力/质量/(N/kg) |
4 | 0.2 | 0.32 | 1.6 |
5 | 0.3 | 0.48 | 1.6 |
6 | 0.4 | 0.64 | 1.6 |
(1)分析比较实验序号1、2、3(或4、5、6)的数据的倍数关系,可以归纳出的初步结论是:__________________________________________。
(2)分析比较_____的数据后(填写实验序号),可以归纳出的初步结论是:质量相同的物体在地球上受到的重力比在月球上受到的大。
(3)结合表中的数据可知,一个质量为60kg的中学生,到月球上后,他的质量为_____kg,在月球上受到的重力为_____N。
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【题目】如图所示的电路中,电源电压保持不变。当开关S闭合,S1断开,甲、乙两表为电流表时,R1和R2消耗的功率P1:P2=2:3;当开关S和S1都闭合,甲、乙两表为电压表时,两电压表示数为V甲:V乙和R1、R2消耗的功率P1′:P2′分别为
A. 5:2 3:2 B. 2:3 4:9
C. 5:2 2:3 D. 2:3 9:4
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【题目】弹簧测力计下悬挂一物体,当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为5N,当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为3N,现将物体从弹簧测力计上取下放入水中,则该物体静止时所受浮力是___________N,该物体的密度为___________kg/m3。(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)
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【题目】在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为6 V,小灯泡的额定电压为2.5 V,正常发光时灯丝电阻约为10 Ω,所用滑动变阻器的最大阻值为40 Ω.
(1)请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接______________;
(2)同学们进行试触时,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表有示数,则电路中发生的故障可能是____________(填“小灯泡断路”“小灯泡短路”或“滑动变阻器断路”);
(3)某次实验中,同学们看到电压表示数为1.8 V,要使灯泡L正常发光应向________(填“A”或“B”)端移动滑片,同时视线应注意观察________(填“电流表”或“电压表”)示数,当灯正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是________ W;
(4)某同学还想探究电流与电阻的关系,于是将甲图中的小灯泡换成定值电阻R,并使电压表的示数始终保持2 V不变,多次更换阻值不同的定值电阻R,记录各次电流表的示数,在不更换其他器材的情况下,为了能够完成实验,他更换的定值电阻R的阻值不能大于________ Ω.
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【题目】关于下列四个情景的说法错误的( )
A.发声扬声器旁的烛焰晃动,说明声波能传递能量
B.不能听到真空罩中闹钟的闹铃声,说明声波的传播需要介质
C.发声的音叉将乒乓球弹开,说明发声的物体在振动
D.8个相同玻璃瓶装不同高度的水,敲击它们时发出声音的音色不同
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