如图20所示,电源电压恒为4V,灯泡标有“4V 2W”字样(灯丝电阻不变)。当S1、S2都闭合,且滑动变阻器R2的滑片P在中点时,电流表示数为0.9A,此时灯泡的功率为P1,当S1、S2都断开时,灯泡实际消耗的功率为P2,且P2︰P1=1︰4。求:
(1)灯泡的额定电流;
(2)R2的最大阻值;
(3)当S1、S2都闭合时,电路消耗的最小功率;
(4)当S1、S2都断开时,R1工作2min消耗的电能。
(1)IL=PL /UL =2W/4V=0.5A (1分)
(2)当S1、S2都闭合,且变阻器滑片P在中点时,灯L与R2并联,此时灯泡正常发光
I2=I-IL=0.9A-0.5A = 0.4A (1分)
此时变阻器的阻值为:R2/= U /I2 =4V/0.4A =10Ω[来源:学|科|网]
变阻器的最大阻值为:R2=2R2/=2×10Ω=20Ω (1分)
(3)当S1、S2都闭合时,此时灯L与R2并联,灯L正常发光:
P1=PL (1分)
当R2的阻值最大时,R2消耗的功率最小:
P2min= U 2/R2=(4V)2/20Ω=0.8W (1分)
电路消耗的最小功率为:
Pmin=P1+P2min= PL +P2min=2W+0.8W=2.8W (1分)
(4)当S1、S2都断开时, R1与灯L串联:
∵ 且 P2︰P1=1︰4
∴ 得 I=0.25A (1分)
∵ RL=UL /IL =4V/0.5A=8Ω
∴ UL/=IRL=0.25A×8Ω=2V
U1=U-UL/=4V-2V=2V (1分)
W1=U1It=2V×0.25A×2×60s=60J (1分)
图19是一台电热水壶铭牌上的部分信息。请根据铭牌所提供的信息[水的比热容c=4.2×10³J/(㎏·℃)],求:
(1)电热水壶正常工作时的电流;
(2)电热水壶装满水时水的质量;
(3)若给该电热水壶装满水进行加热,使水的温度从28℃升高到72℃,则水吸收的热量是多少?
(4)若电热水壶正常工作时,所产生的热量有80%被水吸收,则在第(3)小问中给水加热的时间是多少秒?
(1)I=P/U=2200W/220V=10A (1分)
(2)m=ρV=1.0×103 kg/m3×1×10-3m3=1kg (1分)
(3)Q吸=cm(t-t0)= 4.2×103 J/(kg·℃)×1kg×(72℃-28℃)=1.848×105J (1分)
(4)W=Q吸/η =1.848×105J / 80%=2.31×105J (1分)
t=W/ P =2.31×105J /2200W=105s (1分)
在一底面积为4m2的圆柱形深井底部,有一体积为2 m3,密度为10×103kg/ m3的贵重物体,现用如图21所示的装置将其打捞上来。若牵引车以0.6 m / s的速度匀速向右行驶,通过滑轮组将物体由井底开始往上拉,30s后井底受到的水的压强恰好变化了2.5×103Pa,(忽略动滑轮和绳子的重力及滑轮与绳子之间的摩擦,g取10N/kg)求:
(1)物体的重力;
(2)物体浸没在水中时受到的浮力;
(3)牵引车行驶了30s后,物体被提升的高度;
(4)物体未露出水面前,物体受到绳子拉力的功率;
(5)牵引车行驶了30s时,牵引车对绳子的拉力。
(1)G物=ρ物V物g =10×103kg/ m3×2 m3×10N/kg=2×105N (1分)
(2)F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/ m3×10N/kg×2m3 =2×104N (1分)
(3)牵引车通过的路程: S=vt=0.6m/s×30s=18m (1分)
物体被提升的高度: h=S/n=18m/2=9m (1分)
(4)物体露出水面前,由平衡条件得:
F拉= G物-F浮=2×105N-2×104N=1.8×105N (1分)
(1分)
物体对绳子拉力的功率:P=F拉v物=1.8×105N×0.3m/s=5.4×104W (1分)
(5)由 P=ρ水g h
得水面下降的深度: (1分)
此时,物体露出水面的体积:△V=S井△h=4 m2×0.25 m=1 m3
物体浸在水面下的体积:V浸= V物-△V=2 m3-1 m3=1 m3
物体受到的浮力:F/浮=ρ水gV浸=1.0×103kg/ m3×10N/kg×1m3 =1×104N (1分)
牵引车对绳子的拉力:
(1分)
如图18所示,在“测量小灯泡的电功率”的实验中(小灯泡的额定电压为2.5V):
(1)连接电路时,开关应 (选填“断开”或“闭合”)。
(2)图甲是未连接好的实验电路,请你用笔画线代替导线将它连接完整。
(3)连接好电路后,闭合开关,无论怎样移动变阻器的滑片,发现小灯泡都不亮、电流表无示数、电压表有示数,则故障原因可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”)。
(4)故障排除后,移动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W。
(5)根据测出的数据,画出了小灯泡的电流与电压变化的关系图象,如图丙所示,发现图线是弯曲的,其主要原因是 。
(6)若把这样的两只灯泡串联接在4V的电源上,则此时每个灯泡消耗的实际功率是
W。
1)断开 (2)如右图所示 (3)断路 (4)1.4
(5)灯泡电压增大,温度升高,电阻增大 (6)1
图17是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置图。
(1)若让同一钢球A分别从斜槽不同的高度由静止开始滚下,高度h越高,钢球运动到水平面时速度越 ,木块B被撞得越远。这反映出物体的动能与物体的 (选填“质量”或“速度”)有关。
(2)若让不同质量的钢球从斜槽同一高度由静止开始滚下,速度相同时,质量越 的钢球将木块B撞得越远。这反映出物体的动能与物体的 (选填“质量”或“速度”)有关。
(3)若斜槽光滑,小球从斜槽顶端由静止滚到斜面底部的过程中,其机械能 (选填“变大”、“ 不变”或“变小”)。
(1)大 速度 (2)大 质量 (3)不变
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