【题目】小蕊同学在学习了电学知识后,观察到生活中的许多电热器都有多个挡位,于是他利用电压恒为10V的电源和两个阻值不同的定值电阻,设计了如图所示的电路来探究电热器的多挡位问题。已知R1=20Ω、R2=30Ω,请计算:
(1)S2闭合,S1、S3断开时,电路中的电流;
(2)S3断开,S1、S2闭合时,通电5min电路消耗的电能;
(3)该电路的最大功率和最小功率之比。
【答案】(1)0.2A;(2)1000J;(3)25:6。
【解析】
(1)S2闭合,S1、S3断开时,两电阻串联,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流;
(2)S3断开,S1、S2闭合时,电阻R1短路,只有R2连入电路,根据
求出消耗的电能;
(3)当S2闭合,S1、S3断开时,两电阻串联,此时电路的总功率最小,根据求出最小功率;
当S1、S2闭合,S3断开时,两电阻并联,此时电路中的总功率最大,根据电阻的并联特点求出电路中的总电阻,再根据求出最大功率;进一步得出该电路的最大功率和最小功率之比。
(1)当S2闭合,S1、S3断开时,两电阻串联,则总电阻:R串=R1+R2=20Ω+30Ω=50Ω;
所以,电路中的电流:;
(2)S3断开,S1、S2闭合时,电阻R1短路,只有R2连入电路,
则通电5min电路消耗的电能:;
(3)当S2闭合,S1、S3断开时,两电阻串联,此时电路的总电阻最大,根据可知此时总功率最小,
所以,,
当S1、S3闭合,S2断开时,两电阻并联,此时电路中的总电阻最小,根据可知此时总功率最大,
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以此时的总电阻:
,
,
则:。
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【题目】小明学习了“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验后,做了如下实验:找来同种材质且体积相等、质量都为600g的A、B两个木块,放在一长木板上进行实验,实验中保证水平匀速拉动弹簧测力计,实验过程及结果如图所示.
(1)测量摩擦力大小的依据是__________.
(2)图甲中物体运动的速度大小为v1,图乙中物体运动的速度大小为v2,实验过程中,关于v1和v2的大小,下列说法正确的是________.
A.v1一定大于v2
B.v1一定小于v2
C.v1一定等于v2
D.v1可以大于、等于或小于v2
(3)图丁中拉动物体A、B一起匀速运动,拉力F4的大小为________N.
(4)比较甲、丙或乙、丁,可以得出:B的表面比A的表面更________.
(拓展)在物理学中,我们把两个物体间的滑动摩擦力与压力的比值称为这两个接触面间的“动摩擦因数”,用符号μ表示.木块A与长木板间的动摩擦因数大小为________.已知A、B两个木块之间的动摩擦因数大小为0.4,在如图丁所示实验中,若用拉力F水平向左作用在A上使其位置保持不变,用拉力F4′将B匀速抽出,则拉力F4′的大小为________N(提示:B的上下表面均存在滑动摩擦力).
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【题目】在科技节活动中,有一项挑战项目:如图所示,A、B、C、D是装满了某一种材料(细 盐、铁粉、米粉中的一种)的四个不透明的轻质密闭容器。要求在不打开容器的前提下,将其中装有相同材料的两个容器挑选出来。提供的器材有:①与密闭容器同样的空容器各一个;②天平和水。
按下列步骤在空白处填上适当的内容。
(1)用天平分别测出图中四个密闭容器的质量mA、mB、mC、mD;
(2)_______________________;
(3)若满足关系式:_______(用测量的物理量表示),则A、C两容器中所装材料相同。
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【题目】如图所示,电源电压不变,L1、L2两个灯泡的规格相同。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P都从中点向右滑动的过程中,关于两灯的亮度情况,说法正确的是
A. L1始终比L2暗B. L1始终比L2亮
C. L1和L2都变暗D. L1和L2都变亮
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【题目】在测定“小灯泡电功率”实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω.
(1)请你用笔画线代替导线,将图1中的实物电路连接完整。
(______)
(2)连接电路时开关应_________,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于_______(选填“A”或“B”)端.
(3)闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图2所示)为_____V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图1中滑片P向_____(选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为______V。
(4)移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图3所示的I-U图象,根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是________W.
(5)小勇同学在实验中连接好电路,闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是___________________。
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【题目】2016年我国两名宇航员景海鹏和陈冬在天宫2号太空实验室度过了1个月,打破了中国执行太空任务的最长记录。
(1)2016年10月17日7时30分,中国在酒泉卫星发射中心使用长征二号FY11运载火箭成功将神舟十一号载人飞船送入太空。火箭在加速升空的过程中,动能________,机械能________。(选填“变大”“变小”或“不变”)
(2)神舟十一号入轨后,经历5次变轨,到达与天宫二号相同的393公里高的轨道做圆周运动(曲线运动),此时神舟十一号受力________(选填“平衡”或不平衡)。航天员在工作之余,还当起了“菜农”,种起了生菜。种子发芽后,需给生菜提供光照。白色灯光由红、绿和_______三种颜色光混合而成。
(3)天宫二号有一种神奇的“八卦炉”,如下图所示,最大功率不到200W,却可将炉膛加热到1000℃,若炉子正常工作30s,消耗的电能不超过________J;若炉子将熔点为660℃的铝加热至800℃,能正确反应温度变化过程的图像的是下图中的________(选填“甲”或“乙”)。“八卦炉”的总质量是20kg,在地球表面将它平放在水平地面上时与地面接触面积为0.2m 2,此时炉子对地面的压强是________Pa。
(4)若卫星工作电路板中有两个电阻R1=10Ω、R2=15Ω,它们串联后接入10V的电路中,则相同时间内产生的热量之比Q1 :Q2=________,R1消耗的电功率P1=________W。此时R1两端的电压对人体来说_______(选填“属于”或“不属于”)安全电压。
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【题目】探究杠杆的平衡条件
如图所示,是小鹰和小华同学用于探究杠杆平衡条件的实验装置。
(1)实验前,小鹰和小华同学发现实验装置如图甲所示,为了使杠杆在水平位置平衡,他们应将左端的螺母向左调或将右端的螺母向________调。
(2)实验中,两位同学在杠杆的左右两侧加挂钩码,如图乙所示,如果两人决定只改变左侧钩码的位置,则向________移动,才能使杠杆在水平位置重新平衡。改变钩码的个数及位置,并进行多次实验.
(3)实验后,两位同学将所得的数据分析处理,最终得到杠杆的平衡条件为__________。
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【题目】小明要测量定值电阻Rx的阻值(约十几欧)现有器材:电源(6V)、滑动变阻器、电流表、电压表,开关各一个,导线若干。
(1)他设计并连接了如图甲所示电路请用笔画线代替导线,将该电路连接完整;
(_______)
(2)电路连好后,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移至最______端闭合开关,移动滑片到某一位置,电压表示数如图乙所示,此时Rx两端的电压为______V。
(3)当小明准备读取电流表示数时,发现两电表示数突然都变为0.他用一条导线检查电路故障,当将该导线两端分别接到a、d接线柱上,发现电流表有示数,电压表示数仍为0;当将该导线两端分别接到c、f接线柱上,发现电压表有示数,电流表示数仍为0;则由此可以判断故障是:____________;
(4)排除故障后继续实验,却不慎将电流表损坏,小明发现桌上有一根标有长度刻度、总长为20.0cm、总阻值为10Ω的均匀电阻丝,还有一根带有鳄鱼业的导线(如图丙所示)查阅资料了解到,均匀电阻丝阻值与长度成正比,经过思考,重新设计了如图丁所示的电路(AB为电阻丝,C为鳄鱼夹),继续进行实验
①根据已知条件判断,电压表量程应选用______V,
②按照图丁所示电路连接好器材,多次实验测得数据如下表所示:求出第1次实验时电路中的电流I1=____A,利用表中所有数据求出待测电阻Rx=_______Ω
次数 | 1 | 2 | 3 |
AC长度(cm) | 4.0 | 14.0 | 20.0 |
电压表示数(V) | 0.8 | 2.0 | 2.4 |
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