如图甲所示的电路中,电阻R1的阻值为20Ω,R2为滑动变阻器,其规格能够满足电路要求.电流表A、A1的表盘均如图乙所示,电源电压为12V,且保持不变.闭合开关S,在保持电路元件正常使用的情况下,求:
(1)电流表A1的示数;
(2)电路中的最大电功率为多少?此时通过R2的电流I2是多少?
(3)若R2为一个规格为“30Ω 2A”的滑动变阻器,电流表A的示数变化的最大值△I是多少?
(4)联系家庭电路,并结合以上计算结果,类比说一说对合理使用家用电器的启示.
【考点】欧姆定律的应用.
【分析】由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路电流.
(1)根据欧姆定律即可求出电流表A1的示数;
(2)根据电流表A的量程确定出电路中的最大电流即可利用P=UI求出最大功率;利用并联电路的电流特点求出通过R2的电流;
(3)若R2为一个规格为“30Ω 2A”的滑动变阻器,移动滑片时通过R1的电流不变,根据滑动变阻器的最大电阻值即可求出电流表A的最小值,根据电流表的量程即得出电流表的最大值,最后即可求出示数变化的最大值△I;
(4)根据电流表A的示数变化即可得出使用家用电器的启示.
【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A测干路电流.
(1)电流表A1的示数I1===0.6A;
(2)由图乙可知:电路中的最大电流为电流表A使用3A的量程时,则电路中的最大电流为3A,
最大功率P=UI=12V×3A=36W;
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,则通过R2的电流:
I2=I﹣I1=3A﹣0.6A=2.4A;
(3)若R2为一个规格为“30Ω 2A”的滑动变阻器,由于R1支路的电流不变,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,干路电流最小,
则I2最小===0.4A,
所以,电流表A的最小示数I最小=I1+I2最小=0.6A+0.4A=1A,
由于电流表A的量程为0~3A,所以最大示数I最大=3A,
△I=I最大﹣I最小=3A﹣1A=2A;
(4)由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和,当支路电阻越小干路电流越大,所以为保护电路,使用家用电器时注意额定功率,不能使干路电流超过规定值.
答:(1)电流表A1的示数为0.6A;
(2)电路中的最大电功率为36W,通过R2的电流I2是2.4A;
(3)若R2为一个规格为“30Ω 2A”的滑动变阻器,电流表A的示数变化的最大值△I是2A;
(4)使用家用电器时注意额定功率,不能使干路电流超过规定值.
如图所示是某餐厅出现的一款服务机器人,它是一种新型的能电器.请回答以下问题:
(1)机器人不工作时在水平地面上静止,其受到 力和 力的作用,二者的关系为一对 ;
(2)机器人送餐时,总质量为42kg,它与水平地面接触的总面积为10﹣2m2,则它对地面的压强是多少?(g取10N/kg)
(3)送餐过程中,机器人在1min内沿直线匀速移动了15m,若它在运动过程中所受阻力为
200N,则驱动力对它所做的功及功率分别是多大?
【考点】二力平衡条件的应用;压强的大小及其计算;功的计算;功率的计算.
【分析】(1)二力平衡的条件:作用在同一个物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上;
(2)机器人在水平地面不工作时,对地面压力F=G=mg,根据p=计算机器人对地面的压强;
(3)根据W=Fs求克服阻力所做的功,利用P=即求出功率.
【解答】解:
(1)机器人静止在水平地面上时,受到的重力和支持力大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上,是一对平衡力;
(2)机器人在水平地面上对地面压力:F=G=mg=42kg×10N/kg=420N,
机器人对地面的压强:p===4.2×104Pa;
(3)机器人送餐服务过程中克服阻力所做的功:W=fs=200N×15m=3000J,
做功功率为:P===50W.
故答案为:(1)重;支持;平衡力;(2)机器人对地面的压强为4.2×104Pa;(3)驱动力对机器人所做的功及功率分别为3000J和50W.
小华在“测量小灯泡的额定功率”实验中,所用小灯泡上标有“3.8V”字样,电源电压恒为6V.
(1)根据图甲所示的电路图,请用笔画线代替导线,完成图乙所示实物图的连接;
(2)电路安装并调试好后开始实验,小华在调节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,此时电流表的示数如图丙所示,该电流值为 A,则灯泡的额定功率为 W;
(3)小华刚准备拆除电路结束实验时,同组的小红提出,在调节变阻器滑片使灯泡正常发光时,电压表的示数很难准确达到3.8V,由此可能造成一定的测童误差,她认为小华可以在前面(2)操作的基础上,对电路稍作改动,就能提高测量数据的精确度.请你帮小红补全测量步骤(补全步骤时必须准确阐述接法和操作要点):
①断开开关, ;
②闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 V,并读出此时电流表的示数;
③计算出灯泡的额定功率.
【考点】电功率的测量;串联电路的电压规律.
【分析】(1)根据灯的额定电压确定电压表的量程,注意滑动变阻器接线柱的接法;
(2)小灯泡在额定电压下的功率为额定功率;在搞清电流表小量程分度值的基础下读数,根据P额=U额I求额定功率;
(3)由于小灯泡的额定电压为3.8V,所以电压表必须选择大量程,这样造成电压测量不精确,为了使测量误差更小,可将电压表并联在滑动变阻器的两端,改接小量程.据此分析.
【解答】解:(1)因灯的电压为3.8V,所以电压表选用大量程,将电压表并联在灯的两端,把滑动变阻串联接入电路,注意变阻的接法,如图所示:
(2)小灯泡在额定电压下的功率为额定功率,小华在调节变阻器滑片的过程中,眼睛应注视电压表的示数,直至灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,因电流表小量程的分度值为0.02A,该电流值为0.3A,则灯泡的额定功率P额=U额I=3.8V×0.3A=1.14W;
(3)由于小灯泡的额定电压为3.8V,所以电压表必须选择大量程,这样造成电压测量不精确,为了使测量误差更小,可将电压表并联在滑动变阻器的两端,改接小量程.
因为电源电压为6V,则变阻器两端电压为6V﹣3.8V=2.2V时,此时小灯泡恰好正常好光.
因此,补充的步骤为:a.断开开关,将电压表并联在滑动变阻器的两端(此时选择小量程);
b.闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表的示数为2.2V,并读出此时电流表的示数.
故答案为:(1)如上图所示;
(2)电压表;03;1.14;
(3)①将电压表并联在滑动变阻器的两端(使用小量程);②2.2.
小亮利用如图甲所示的装罝探究某物质熔化时温度的变化规律.请回答下列问题:
(1)安装实验器材时,小亮应按照 (选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序进行:
(2)测量过程中,温度计在某一时刻的示数如图乙所示,此时该物质的温度为 ℃;
(3)根据实验数据画出该物质的温度随加热时间变化的图象如图丙所示,由图可知,当加热到8min末,试管中物质所处的物态是 态,该物质为 (选填“晶体”或“非晶体”).
【考点】熔化和凝固的探究实验.
【分析】(1)实验时,需用酒精灯的外焰加热,所以要调整好铁圈的高度,然后根据温度计的使用规则固定好其位置;
(2)在进行温度计的读数时,注意其分度值;
(3)分析第8min末时温度与熔点的关系,得出结论;分析图象判断该物质是晶体还是非晶体.
【解答】解:(1)酒精灯需用外焰加热,所以先放好酒精灯,再固定铁圈的高度,最后调整温度计的高度,使其不要碰到容器底,所以要按照自下而上的顺序进行;
(2)图乙中温度计的分度值为1℃,示数为69℃;
(3)由图丙知,从5min~12min过程中,温度保持80℃不变,即熔点为80℃,故该物质为晶体.
则第8min末时,物质处于熔化过程中,物质为固液共存态.
故答案为:(1)自下而上;(2)69;(3)固液共存;晶体.
按照要求规范作图(作图时请用刻度尺).
(1)图甲为某人用手托起一金属球时的情景,人的手臂相当于一个杠杆,支点为O,球对手的压力为F,请画出F的力臂L,
(2)如图乙所示,请将开关和灯泡正确连入家庭电路.
【考点】力的示意图;力臂的画法;家庭电路的连接.
【分析】(1)力臂的画法:①首先根据杠杆的示意图,确定杠杆的支点.②确定力的作用点和力的方向,画出力的作用线.③从支点向力的作用线作垂线,支点到垂足的距离就是力臂.
(2)灯泡的接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点;零线直接接入灯泡的螺旋套.
【解答】解:(1)过支点O,作力F作用线的垂线段,垂线段的长即为力臂L.如图所示:
(2)火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接接入灯泡的螺旋套;如下图所示:
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