)请用笔画线表示导线,将图中的电灯和开关正确接入家庭电路。
解:根据安全用电的要求,火线首先进入开关,然后进入灯泡顶端的金属点,零线直接接在灯泡的螺旋套上。如图所示:
如图所示,小明和实验小组同学利用透镜、光屏、蜡烛等实验器材探究凸透镜成像的规律。
实验数据记录如下:
物距u/cm | 像距v/cm | 像的性质 | ||
缩放 | 正倒 | 虚实 | ||
35 | 14 | 缩小 | 倒立 | 实像 |
25 | 17 | 缩小 | 倒立 | 实像 |
20 | 20 | 等大 | 倒立 | 实像 |
16 | 25 | 放大 | 倒立 | 实像 |
5 | ﹣ | 放大 | 正立 | 虚像 |
根据以上实验回答下列问题:
(1)在实验过程中,要使透镜中心、烛焰和光屏中心大致在 ;
(2)由实验数据可判断,该透镜的焦距约为 cm;
(3)分析实验数据可知,凸透镜成实像时,随着物距的减小,像逐渐 (选填“变大”或“变小”或“不变”),像距逐渐增大;
(4)如果用该实验中的透镜来矫正视力,可以制成 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
解:(1)使光具座上的蜡焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度,可使像成在光屏中央;
(2)由实验数据可判断,u=v=2f=20cm,成倒立、等大的实像,所以凸透镜的焦距是:f=10cm;
(3)分析实验数据可知,凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大,随着物距的减小,像逐渐变大,像距逐渐增大;
(4)物距减小,像距增大,像变大,用该实验中的透镜来矫正视力,说明对光线起了会聚作用,则为凸透镜,可以制成远视眼镜。
故答案为:(1)同一高度;(2)10;(3)变大;(4)远视。
为了测量电源电压和定值电阻,某物理小组设计了如图甲所示的电路。
(1)根据图甲所示电路,用笔画线表示导线,将实物电路补充完整;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应放在 (选填“a”或“b”)端;
(3)假设电源电压恒为U0,定值电阻的阻值为R1.如果电压表示数用U表示,电流表示数用I表示,则U与I的关系式为U= (用U0、I、R1表示);
(4)检查电路无误后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,进行多次实验,记录电流表和电压表的读数,并画出了U﹣I图象,如图丙所示。图象是一条直线,与U、I坐标轴分别交于3V和0.6A处。由此可知,电源电压U0= V,定值电阻R1= Ω。
解:(1)变阻器与电流表串联后与电压表并联,如下所示:
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应放在阻值最大处的b端;
(3)假设电源电压恒为U0,定值电阻的阻值为R1,如果电压表示数用U表示,电流表示数用I表示,根据串联电路的规律及欧姆定律有:U+IR1=U0﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,则U与I的关系式为:
U=U0﹣IR1;
(4)图象是一条直线,与U、I坐标轴分别交于3V和0.6A处,将(0,3V)代入①得:
电源电压U0=3V;
将(0.6A,0)代入①得:
0+0.6A×R1=3V,故R1=5Ω。
故答案为:(1)如上所示;(2)b;(3)U=U0﹣IR1(4)3;5。
我市风能资源丰富,现各地陆续安装了风力发电机。风力发电机的原理是利用自然风吹动发电机风叶转动,带动内部发电机组发电。某兴趣小组提出了一个问题:风力发电机的发电功率大小可能与哪些因素有关?他们针对这个问题提出如下猜想:
猜想一:风力发电机的发电功率大小可能与风速大小有关
猜想二:风力发电机的发电功率大小可能与风叶长度有关
猜想三:风力发电机的发电功率大小可能与风叶个数有关
猜想四:……
针对以上猜想一和猜想二,该兴趣小组设计了实验方案,准备了以下主要实验器材:小型风力发电机(含形状相同长度分别为10cm、15cm、20cm的风叶共三组)、电吹风、电压表、导线若干。
实验过程中,先将电压表连接在小型发电机输出电路两端,电压表示数可反映发电机的发电情况。用电吹风吹出的风模拟自然风,正对发电机风叶吹风,进行多次实验,实验数据记录如下:
实验序号 | 风叶长度/cm | 电吹风档位 | 风叶个数 | 电压表示数/v |
1 | 10 | 弱 | 3 | 0.5 |
2 | 10 | 中 | 3 | 0.8 |
3 | 10 | 强 | 3 | 1.2 |
4 | 15 | 中 | 3 | 1.3 |
5 | 20 | 中 | 3 | 1.8 |
根据以上实验回答下列问题:
(1)本实验是通过 来反映发电机发电功率大小的;
(2)比较实验序号为 (填上表中实验序号)三次实验所得数据,可验证猜想 (选填“一”或“二”),结论是:其他条件都相同时,风速越大,风力发电机的发电功率越大。
(3)比较实验序号为2、4、5三次实验所得数据,可验证猜想 (选填“一”或“二”),结论是: 。
解:(1)由“将电压表连接在小型发电机输出电路两端,电压表示数可反映发电机的发电情况”知,本实验是通过电压表示数的变化来反映发电机发电功率大小的:示数越大,发电功率越大;
(2)从实验结论可以看出,实验探究的是发电功率大小与风速的关系,所以要保持风叶长度和风叶个数相同,改变风速,因此选择的是实验序号的1、2、3;
(3)在2、4、5三次实验过程中,电吹风档位相同,也就是风速相同,风叶个数相同,但风叶长度不同,并且发现:风叶长度越大,电压表示数越大,说明发电功率与风叶长度有关。所以结论为:其他条件都相同时,风叶长度越大,风力发电机的发电功率越大。
故答案为:(1)电压表示数;
(2)1、2、3;一;
(3)二;其他条件都相同时,风叶长度越大,风力发电机的发电功率越大。
一辆重为2×104N的电动汽车,以恒定功率50kW在平直的公路上匀速行驶3km,用时3min。已知汽车在行驶中所受阻力为车重的0.1倍,汽车轮胎与地面接触的总面积为0.5m2.求:
(1)汽车对地面的压强;
(2)汽车的牵引力所做的功;
(3)汽车发动机的机械效率(计算结果保留一位小数)。
解:(1)因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,汽车对地面的压强:
p====4×104Pa;
(2)因电动汽车匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
所以,汽车的牵引力:
F′=F阻=0.1G=0.1×2×104N=2×103N,
则汽车的牵引力所做的功:
W机械=F′s=2×103N×3×103m=6×106J;
(3)由P=可得,电动汽车消耗的电能:
W电=Pt=50×103W×3×60s=9×106J,
汽车发动机的机械效率:
η=×100%=×100%≈66.7%。
答:(1)汽车对地面的压强为4×104Pa;
(2)汽车的牵引力所做的功为6×106J;
(3)汽车发动机的机械效率为66.7%。
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