【题目】物理实验课上,老师让同学们测一只阻值约为150Ω的未知电阻Rx,现有一个电压约为1.5V的电源、一个电压表(量程0~3V,分度值0.1V)、一个电流表(量程0~3A,分度值0.1A)、一个5Ω的定值电阻R1、一个最大阻值为100Ω的滑动变阻器R2、一个开关和若干导线。请你合理选用器材设计一个实验,精确测出未知电阻Rx的阻值。
要求:(1)在方框中画出你设计的实验电路图(电路不可重组)
(2)根据你所设计的电路,写出主要实验步骤
(3)写出Rx的数学表达式(用已知量和测得量表示)
【答案】详见解析
【解析】
根据题中“老师让同学们测一只阻值约为150Ω的未知电阻Rx”可知,本题考查测量电阻的方法。伏安法测电阻,要求测出待测电阻两端电压和通过它的电流。
待测电阻两端电压可由电压表直接测出。通过待测电阻的电流可由电流表测出,而根据电源的电压和待测电阻的阻值,可求出通过待测电阻的电流,由计算值可知电流值是非常小的,小于电流表的分度值,因而测不出电流值。
但我们可以测出滑动变阻器在最小阻值和最大阻值处电压表的示数,根据电源电压不变,列出一个等式,从而求出电阻值;
方法一:
(1)电路图,如下图:
(2)实验步骤:
①按照电路图连接电路
②将滑片置于最左端,测出电源总电压U
③将滑片置于最右端,测出Rx两端电压Ux
(3)Rx表达式:
方法二:
(1)电路图:如下图:
(2)实验步骤:
①按照电路图连接电路
②将滑片置于最右端,测出电源总电压U
③将滑片置于最左端,测出Rx两端电压Ux
(3)Rx表达式:。
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【题目】如图甲,是额定电压为5V的小灯泡通过它的电流与加在它两端电压变化关系曲线。(导线电阻不计)
(1)若把三盏这样的小灯泡用串联到电压为18V的电源中,小灯泡刚好都能正常发光,请指出小灯泡正常发光的原因,并求出小灯泡的额定功率。
(2)如图乙,将两盏这样的小灯泡并联后再与13.75Ω的定值电阻串联到该电源上,请写出加在每盏小灯泡两端的电压U和通过灯泡的电流I的关系式,求出通过各小灯泡的电流及此时各灯泡的电功率。
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【题目】可燃冰是一种新型能源,它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质,主要成分是甲烷,其开采是世界难题,据中央电视台2017年5月18日报道,我国可燃冰已试采成功,技术处于世界领先,用燃气锅炉烧水时,把质量为500kg,初温为20℃的水加热到100℃,共燃烧了12m3天然气,已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg℃),天然气的热值q=4.2×107J/m3,可燃冰的热值为同体积天然气的160倍,求:
(1)水吸收的热量;
(2)燃气锅炉烧水时的效率;
(3)若换用可燃冰,应使用多少m3可燃冰.
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【题目】一台单缸四冲程汽油机在一个工作循环中消耗了10g汽油(汽油的热值为4.6×107J/kg),这些汽油完全燃烧产生的热量是______J。如果这台汽油机的效率为30%,则一个工作循环中输出的有用机械能为______J。若该汽油机的转速为3000r/min,则该汽油机每秒钟有______冲程,对外做功______次。
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【题目】如图,在探究“通过导体中的电流与电阻之间关系”的实验中,当我们将电阻由5Ω换成10Ω后,接下来的操作正确的是( )
A.将变阻器滑片P向左移动,保持电压表示数不变
B.将变阻器滑片P向左移动,保持电流表示数不变
C.将变阻器滑片P向右移动,保持电压表示数不变
D.将变阻器滑片P向右移动,保持电流表示数不变
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【题目】如图为测量滑轮组机械效率的实验装置,每个钩码重1N。
(1)实验时要竖直向上________拉动弹簧测力计,由图可知拉力大小为_______N。若弹簧测力计向上移动15cm,则钩码上升的高度为______cm,该滑轮组的机械效率为______。
(2)若仅增加钩码的个数,该滑轮组的机械效率将___________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
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【题目】底面积为S的圆柱形薄壁容器中盛有密度为ρ液的液体,置于水平桌面上,如图甲所示。现将一个重为G0的金属球用弹簧测力计(未画出)通过细线吊着浸没在液体中,如图乙所示,此时弹簧测力计的示数为F1;之后将细线剪断,金属球沉到容器底部,如图丙所示。则下列判断正确的是
A.金属球的密度
B.金属球的密度
C.甲、乙两种情形相比较,液体对容器底的压强变化量是
D.乙、丙两种情形相比较,容器底对桌面的压强变化量是
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【题目】如图所示,在一个底面积为2S且足够深的柱形容器内装有适量的水,将一个高为h,横截面积为S的圆柱形实心木块(木块表面经处理后不吸水)挂于弹簧测力计上,弹簧测力计的示数为F。已知弹簧的形变量与受到的拉力成正比,即弹簧受到1N的拉力时伸长L。当木块底面刚好接触水面时,往容器内缓慢加水,当弹簧测力计的示数刚好为0时停止加水,待液面恢复稳定时,求:
(1)画出弹簧测力计示数刚好为0时,木块在竖直方向上的受力示意图;
(2)加入水的质量;
(3)加水后水对容器底部压强的变化量。
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【题目】在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小明制成简易电磁铁甲、乙 并设计了如图所示的电路。
(1)实验中,根据吸引大头针数目反应电磁铁的磁性的强弱,这种方法 叫_____法;
(2)根据图示的情境可知:电磁铁磁性强弱与_____有关;
(3)该装置还可以探究电磁铁的磁性强弱与_____的关系。
(4)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是_____。
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