用伏安法测电阻,实验电路如图甲所示.
(1)连接电路时,开关应该是 的.
(2)大山同学在实验中的某次测量,电压表与电流表的读数如图乙所示,则此时待测电阻的阻值为 Ω.请你根据图甲的电路图,在图丙中用笔画线代替导线帮大山同学连接实物图(导线不能交叉).
(3)实验中,如果电压表突然损坏,已知滑动变阻器的最大阻值为R,被测电阻的阻值为Rx,电源电压保持不变,但电源电压未知,请你利用剩下的器材测出Rx,先在右边方框内画出此时的实验电路图,再简要写出实验过程和计算Rx的表达式.
a、实验过程: ①
②
b、Rx的表达式:Rx= .
(1)断开;(2)8;如下图所示;(3)如下图所示;实验步骤:①测量时,先将滑片移至最右端,测出此时的电流I1,则电源电压U=I1Rx;②将滑片移至最左端,测出此时的电流I2,则电源电压U=I2Rx+I2R.表达式:.
【解析】
R,电源电压保持不变,画出此时的实验电路图如上右图所示;a实验步骤:①测量时,先将滑片移至最右端,测出此时的电流I1,则电源电压U=I1Rx;②将滑片移至最左端,测出此时的电流I2,则电源电压U=I2Rx+I2R.b、因电源电压保持不变,所以I1Rx=I2Rx+I2R,则Rx的表达式为:Rx=。
【考点定位】伏安法测电阻的探究实验
“可燃冰”是未来洁净的新能源.2017年5月,我国首次可燃冰试采成功.可燃冰具有热值大,能直接点燃等特点,她的热值约为5.9×109J/m3.问完全燃烧1m3的可燃冰能使质量约为多少kg的20℃的水温度升高到100℃?(水的比热容为4.2×103J/(kg℃))
17560kg
【解析】
试题分析:1m3的可燃冰完全燃烧后放出的热量:Q放=Vq=1m3×5.9×109J/m3=5.9×109J;由题知,水吸收的热量:Q吸=Q放=5.9×109J,由Q吸=cm(t﹣t0)可得加热水的质量:
m==≈17560kg。
【考点定位】热量的计算
如图甲所示,放在水平桌面上的圆柱形容器的底面积为100cm2,装有20cm深的水,容器的质量为0.02kg,厚度忽略不计.A、B是由密度不同的材料制成的两实心物块,已知B物块的体积是A物块体积的.当把A、B两物块用细线相连放入水中时,两物块恰好悬浮,且没有水溢出,如图乙所示,现剪断细线,A物块上浮,稳定后水对容器底的压强变化了60Pa,物块A有体积露出水面.已知水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg.试求:
(1)如图甲所示,容器对水平桌面的压强;
(2)细线被剪断后水面的高度差;
(3)A、B两物块的密度.
(1)2020Pa;(2)0.6cm;(3)0.75×103kg/m3, 3×103kg/m3
【解析】
浮=ρgV排和G=mg=ρVg可得:ρ水gV排A=ρAVAg,则ρA=ρ水=×1.0×103kg/m3=0.75×103kg/m3;物块A有体积露出水面,则A露出水面的体积和容器内减少水的体积相等,即VA=S容△h,则物体A的体积:VA=4S容△h=4×100cm2×0.6cm=240cm3,VB=VA=×240cm3=30cm3,剪断细线前,AB两物块恰好悬浮,则ρ水g(VA+VB)=ρAVAg+ρBVBg,B物体的密度:ρB=ρ水﹣ρA=×1.0×103kg/m3﹣×0.75×103kg/m3=3×103kg/m3。
【考点定位】压强的大小及其计算;阿基米德原理
如图甲所示,电源电压保持不变,R2为0﹣20Ω的滑动变阻器.A1的量程为0.6A,A2的量程为3A,V1的量程为15V,V2的量程为3V,不考虑温度对灯丝电阻的影响,定值电阻R1的I﹣﹣U关系图象如图乙所示.
(1)当S1、S2都闭合时,A2读数为1.25A,V1读数为6V,小灯泡L恰好正常发光,求定值电阻R1的阻值和小灯泡的额定功率.
(2)当S1、S2都断开时,为保证各表的安全使用,求滑动变阻器允许连入电路的阻值范围.
(3)当S1、S2都断开时,在各表均能正常工作的情况下,求小灯泡L消耗的最大功率与最小功率之比是多少?该电路通电80s至少能产生多少热量?
(1)12Ω, 4.5W;(2)2Ω~8Ω;(3)64:25, 180J
【解析】
所以,电路中的最大电流I大=0.6A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,此时电路中的总电阻为:R===10Ω,由1小题可得灯泡的电阻:RL===8Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R2小=R﹣RL=10Ω﹣8Ω=2Ω;当电压表V2的示数最大为3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,灯泡两端的电压:UL′=U﹣U2=6V﹣3V=3V,此时电路中的电流:I小===0.375A,则滑动变阻器接入电路中的最大阻值:R2大===8Ω,所以,滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为2Ω~8Ω;(3)当S1、S2都断开时,当电路中的电流最大时灯泡的电功率最大,当电路中的电流最小时灯泡的电功率最小,由P=I2R可得,小灯泡L消耗的最大功率与最小功率之比:====;当电路中的电流最小时,电路产生的热量最少,则该电路通电80s至少产生的热量:Q=W=UI小t=6V×0.375A×80s=180J。
【考点定位】欧姆定律的应用;电功率的计算
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