【题目】如图所示,在“测量小灯泡的电功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡的电阻约为10Ω。
(1)有两个不同规格的滑动变阻器:甲标有“5Ω 1A”乙标有“20Ω 2A”,实验时应该选择滑动变阻器_____(选填“甲”或“乙”);
(2)请你用笔画线代替导线,将甲图中的实物图连接完整(要求滑动变阻器的滑片P向B端移动时小灯泡变暗);
(________)
(3)某小组连接好电路后,检查连线正确,但闭合开关后发现小灯泡发出明亮的光且很快熄灭,出现这一故障的原因可能是_____。排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P到某处,电压表的示数如乙图所示,若要测量小灯泡的额定功率,应将图中的滑片P向_____(选填“A”或“B”)端移动,电压表的示数为2.5V,此时电流表的示数如丙图所示,则小灯泡的额定功率为_____W;
(4)测出小灯泡的额定功率后,某同学又把小灯泡两端电压调为额定电压的一半,发现测得的功率并不等于其额定功率的四分之一,其原因是_____;
(5)若将小灯泡换成定值电阻Rx,且电路连接完好,还可以完成的实验是_____(填标号)
A.探究电流与电压的关系
B.探究电流与电阻的关系
(6)小明用上面的实验器材测量电阻Rx阻值时,发现电压表已损坏,重新设计电路,选了一个阻值已知的R1,连接电路如图丁所示,他先将导线C端接到电流表“﹣”接线柱上,电流表读数为I1,后将导线C端接到电流表“3”接线柱上,电流表读数为I2,则Rx的阻值为_____(用已知字母表示)。
【答案】乙 变阻器连入电路的电阻太小 A 0.8 灯的电阻随温度的变化而变化 A
【解析】
(1)小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡的电阻约为10Ω,由欧姆定律求出灯的额定电流为,灯正常发光时,由串联电路的规律及欧姆定律求出变阻器连入的电阻,从而确定应该选择滑动变阻器;
(2)根据滑动变阻器的滑片P向B端移动时小灯泡变暗确定变阻器的连接;
(3)连接电路过程中,开关需断开,闭合开关前,应将滑片移至最大阻值处;根据图乙读出电压表的示数;根据串联分压原理可知,要增大电阻两端的电压,应减小滑动变阻器的阻值,当电压为额定电压时,灯泡正常发光;根据图丙读出电流表的示数,由计算出电功率的值;
(4)根据,当灯泡两端电压为额定电压的一半,根据灯的电阻随温度的变化而变化分析;
(5)已知电阻值,电路可测电阻两端的电压,流过电阻的电流,据此判断可完成哪个实验;
(6)分析开关时电路的连接及电流表测量的电流,根据欧姆定律求出电源电压;根据并联电路电流的特点得,得出通过Rx的电流; 由欧姆定律得出待测电阻的表达式。
(1)[1]电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡的电阻约为10Ω,由欧姆定律,灯的额定电流为:
,
灯正常发光时,由串联电路的规律及欧姆定律,变阻器连入的电阻约为:
,
故实验时应该选择滑动变阻器乙;
(2)[2]滑动变阻器的滑片P向B端移动时小灯泡变暗,即电流变小电阻变大,故变阻器左下接线柱连入电路中与灯串联,如下所示:
(3)[3]某小组连接好电路后,闭合开关后发现小灯泡发出明亮的光且很快熄灭,说明闭合开关前,滑动变阻器的滑片没有在阻值最大处,即滑动变阻器的阻值太小,致使灯泡烧坏;
[4]由图乙知,电压表的量程应为0~3V,分度值为0.1V,示数为1.8V;灯泡两端电压低于额定电压,为使其正常发光,应减小滑动变阻器的阻值,将滑片向左端即A端滑动,使电压表的示数为2.5V为止;
[5]由图丙知,电流表的量程应为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.32A,则小灯泡的额定功率为:
;
(4)[6]若灯泡的电阻不变,根据,灯泡两端电压为额定电压的一半,实际功率为额定,而实际中灯泡的电阻随温度的变化而变化,故测得的功率不等于其额定功率的;
(5)[7]A.把小灯泡换成定值电阻后,电阻阻值R一定,由电压表可测出电阻两端的电压U,电流表可测流过电阻的电流,移动变阻器的滑片可多次实验,因此利用该电路可完成“探究电流与电压的关系”关系实验,A可行;
B.探究电流与电阻的关系时,要记录电流随电阻的变化关系,则实验中只有一个电阻,B不可行;
故选A;
(6)[8]将导线C端接到电流表“﹣”接线柱上,R1与Rx并联,此时电流表测干路总电流I1,将导线C端接到电流表“3”接线柱上,R1与Rx并联,此时电流表测通过R1的电流I2,则定值电阻R1两端电压:
,
因并联电路,故为电源电压:
,
根据并联电路电流的特点得,通过Rx的电流为:
,
故电阻Rx的表达式为:
。
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【题目】如图所示,某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律.当向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小;当从水透镜里抽水时,水透镜的焦距将变大.
(1)如图1所示,一束平行光平行于主光轴射向水透镜,在光屏上得到一个最小光斑,则此时水透镜的焦距为___cm.实验前,应调节烛焰和光屏中心在____;
(2)该同学移动蜡烛、水透镜和光屏至图2所示位置时,恰能在光屏上看到清晰的像,利用此成像特点可制成____(照相机/投影仪);若仅将蜡烛与光屏位置对调,则在光屏上____(能/不能)看到清晰的像;
(3)在图2所示实验场景下,该同学把自己的眼镜给水透镜“戴上”(如图3所示).当从水透镜中抽出适量的水后,烛焰的像再次变得清晰.由此判断该同学戴的是____眼镜(近视/远视).
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【题目】3月12日植树节,小轩同学用水桶提了15 kg水给刚栽上的树苗浇水,已知桶自身质量为1 kg,桶中水深为30 cm,提水时,手的受力面积为1×10-3 m2。(水的密度ρ=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)水对桶底的压强;
(2)提水时水桶对人手的压强。
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【题目】新型智能手机无线充电技术主要是应用电磁感应原理,当交变电流通过充电底座中的线圈时,线圈产生磁场,带有金属线圈的智能手机靠近该磁场就能产生电流,通过“磁生电”来实现充电。下列设备也是利用“磁生电”原理工作的是
A. 动圈式话筒B. 扬声器
C. 电烙铁D. 电磁起重机
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【题目】如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球,就有一部分电荷转移到验电器的两片金属箔上,这两片金属箔带_____(选填“同种”或“异种”)电荷,由于互相_____(选“吸引”或“排斥”)而张开。在金属箔片张开的过程中,金属杆中的电流方向是_____。(选填“金属球指向金属箔片”或“金属箔片指向金属球”)
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【题目】2017年4月22日“天宫二号”与“天舟一号”成功对接,天宫二号空间实验室是继天宫一号后中国自主研发的第二个空间实验室。下列有关说法正确的是( )
A.发射“天舟一号”的火箭主要用液态氢作为燃料,选择该燃料的原因是它的热值大
B.“天宫二号”与“天舟一号”成功对接后,以“天宫二号”为参照物,“天舟一号”是静止的
C.天宫二号在发射加速升空的过程中,动能转化为重力势能
D.在天宫二号空间实验室里无法使用天平测物体的质量
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【题目】在“测量小灯泡的额定功率”实验中,灯泡上标有“3.8V”的字样,电源电压恒定不变。
(1)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表无示数,其故障原因可能是______。
(2)排除故障后,开始实验,闭合开关,电压表的示数为2.5V,此时应将变阻器滑片向____端调节,在移动变阻器滑片的过程中,眼睛应注视___的示数,直至灯泡正常发光,此时电流表的示数为0.4A,则灯泡的额定功率为___W。
(3)完成上述实验后,又找来了一个阻值为R0的电阻和两个开关。并借助部分现有的实验器材,设计了如图乙所示的电路,也测出了小灯泡的额定功率。请完成下列的实验步骤:
①闭合开关S1和S3,移动滑片,当电压表的示数为___V时,停止移动滑片。
②只闭合开关S1和S2,读出此时电压表的示数为U;
③灯泡额定功率的表达式为P额=____(用已知量和测量量表示)。
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【题目】高速公路收费站对过往车辆实施计重收费,某同学结合所学物理知识设计了如图所示的计重原理图,以下说法正确的是( )
A.计重表实质是一个电压表
B.当路面受到的压力增大时,计重表的示数减小
C.电路R0的作用是为了保护计重表不烧坏
D.当路面的压力增大时,计重表有示数但不变,可能是R开路引起的
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【题目】在弹性限度内,弹簧的伸长量x和受到的拉力F成正比,在物理学中用劲度系数k表示弹簧的弹性性能,则有关系式F=kx。小明根据这个原理自制了一个弹簧测力计。首先,把一根轻质弹簧A端固定,让其自由下垂,B端正对刻度尺的零刻度线(如图所示),然后在下方挂50 N的重物,观察到B端正对着刻度10 cm。(均在弹簧的弹性限度内)
(1)此弹簧测力计的劲度系数是多少?
(2)当弹簧挂150 N的重物时,B端所对刻度尺读数应是多少?
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