【题目】利用电压恒为6V的电源、标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器RP,完成下列电学实验:
(1)探究电流与电阻的关系。
①实验电路图如图甲所示,图乙是它的实物连接图。其中有一条导线连接有误,若闭合开关S,电压表的指针将_____(填“向左”、“向右”或“不会”) 偏转,请将连接错误的导线画“×”,并用笔画线代替导线画出正确连线____________;
②改正错误后进行实验,先将滑动变阻器的滑片移到最_____端(填“左”或“右),再分别将10Ω、20Ω、40Ω的电阻接在图甲的A、B间,正确完成三次实验后,电流表指针的位置分别如图丙中a、b、c所示,可知实验中,A、B间控制不变的电压为_____V,可得结论:当_____一定时,通过导体的电流与导体的电阻成_____;
③为了使实验结论更具有普遍性,又将50Ω的电阻接在A、B间,闭合开关S,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片,都不能使电压表的示数与上次实验相同,为了能够完成实验,应该换用最大阻值至少为_____Ω的滑动变阻器。
(2)利用图丁所示电路测量未知电阻R0的阻值,所用电源电压仍为6V。
①闭合开关S,断开开关S1、S2,将滑动变阻器的滑片移至最左端,电流表的示数为0.2A;
②则可以计算出R0的阻值为_____Ω。
(3)利用图丁所示的电路测量额定电流为I额的小灯泡额定功率。(R0为已知量)
①将图丁中的开关_____(填“S1”或“S2”)和电流表互换位置,并将开关S和该开关闭合,另一个开关断开调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为_____,小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片的位置不变,断开与电流表互换位置的开关,闭合开关S和另一个开关,读出电流表的示数为I;
③小灯泡额定功率的表达式:P额=_____。(用符号或数值表示均可)
【答案】 不会 见解析所示 右 4 电压 反比 25 30 S2 I额 (I﹣I额)R0I额
【解析】 (1)分析图乙中,电压表短路,故闭合开关,电压表的指针将不会偏转;电压表应与电阻并联,改正后如下所示:
②为了保护电路,闭合开关前滑片在阻值最大处即最右端;由图知当将电阻10Ω、20Ω、40Ω的电阻接在图甲的A. B间,电流表指针的位置分别如图丙中a、b、c所示,图丙电流表选用小量程,分度值为0.02A,即电阻为10Ω时,电流为0.4A,电阻为20Ω时,电流为0.2A,电阻为40Ω时,电流为0.1A,由欧姆定律,故实验中A. B间控制不变的电压为:U=IR=10Ω×0.4A=20Ω×0.2A=40Ω×0.1A=4V;故可得出结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;③研究电流与电阻关系时,要控制电压表的示数不变,根据串联电路电压的规律,则滑动变阻器两端的电压为:U滑=6V4V=2V,变阻器的电压为电压表的示数的倍,根据分压原理,改用50Ω的电阻时,所以变阻器的最大电阻至少:R滑=
×50Ω=25Ω;为了能够完成实验,应该换用最大阻值至少为25Ω的滑动变阻器。(2)图丁中,当闭合开关S,断开开关S1、S2,滑动变阻器的滑片移至最左端时,电路中只有电阻R0工作,由欧姆定律I=
,R0的阻值为:R0=
=30Ω;(3)由实验电路图可知,测量步骤:①将图丁中的开关S2和电流表互换位置,并将开关S和S2闭合,S1断开,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为I额,小灯泡正常发光;②保持滑动变阻器滑片的位置不动,断开S2,闭合开关S1,读出电流表的示数为I,③在①中,电流表测灯的电流,在②中,电流表测量灯泡L和电阻R0的总电流;因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律可求出R0的电流:IR0=II额,由欧姆定律I=
和并联电路电压的规律,灯泡的额定电压:U额=UR0=(II额)R0;则灯泡L的额定功率:P额=U额I额=(II额)R0I额。
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【题目】用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率.实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在较长杠杆下面钩码缓缓上升.实验中,将杠杆拉至图中虚线位置测力计的示数F=________N,钩码总重G为1.0N,钩码上升高度h为0.1m,测力计移动距离s为0.3m,则杠杆的机械效率为________ %.请写出使用该杠杆做额外功的一个原因:________.
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【题目】水平桌面上有两个质量相同的容器,底面积相同,分别装有质量相等的甲、乙两种液体,将三个体积相同的物体A、B、C分别投入到容器中,物体静止时的状态如图所示(物体A对容器底有压力).此时两容器中液面相平。则下列判断中正确的是( )
A. 甲液体的密度大于乙液体的密度
B. 物体B受到的浮力大于物体C受到的浮力
C. 放入物体后,两个容器对水平桌面的压强相等
D. 放入物体后,甲液体对容器底的压力小于乙液体对容器底的压力
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【题目】某同学在“研究液体内部的压强”的实验中,选择如图所示的器材,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭。在甲的左、右两侧倒入深度不同的水后,橡皮膜向左凸起;在乙左、右两侧分别倒入水和某种液体后,橡皮膜相平。下列说法不正确的是
A. 甲实验可得出结论:在同种液体内部,深度越深,压强越大
B. 乙实验中左侧水对容器底的压强大于右侧液体对容器底的压强
C. 若测得图乙中左、右两侧容器底的深度为 10 cm、12.5 cm,则液体的密度为 0.8 g/cm3
D. 若把 A、B 两个物体分别放入图乙水和液体中,两物体都漂浮,且都不溢出,橡皮膜向右凸起,则两物体的质量 mA>mB
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【题目】如图所示,在“探究影响压力作用效果的因素”的实验中,下列说法正确的是( )
①甲、乙两次实验中,小桌对海绵压力的大小相等
②甲图中小桌对海绵压力作用的效果比乙图中的明显
③甲、乙两次实验,说明压力作用的效果跟压力的大小有关
④为了完成整个实验,可以将乙图中的砝码取下来,并将看到的实验现象和甲图中的对比
A. ①② B. ①②④ C. ①③④ D. ②③④
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【题目】我国在南海成功试采的“可燃冰”是天然气的水合物,天然气应用广泛。如图是用天然气为燃料的小汽车,总质量为1.5t,车轮与地面的总接触面积为0.1m2,汽车发动机的效率为30%,以20m/s的速度在平直公路上匀速直线行驶时受到的阻力为1000N.(天然气热值q=3.5×107J/m3,g=10N/kg) 求:
(1)该车静止时,对水平路面的压强;
(2)该车行驶时发动机的输出功率;
(3)10m3天然气能使该车以20m/s的速度在该段平直公路上匀速直线行驶的路程是多少?
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【题目】如图所示,电源电压不变,R2=20Ω.当滑片P滑到B端,闭合开关S、S1、S2和S3时,电压表的示数为12V,电流表示数为1A.当滑片P滑到A端,闭合S、S2和S3 , 断开S1时,电压表的示数为4V.求:
(1)电源电压是多少? ____________
(2)R1的阻值是多大? ________
(3)滑动变阻器R0的最大阻值是多少? _______
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【题目】图甲是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化图象,将它们按图乙所示接入电路中,只闭合开关s,小灯泡的实际功率为1W;再闭合开关s1,电流表示数变化了 A,此时电路消耗的总功率为 W.
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