如图甲所示,电源电压可调,R1、R2为定值电阻,灯泡的额定电压为2.5V,图乙是该灯泡的I-U图像。闭合开关S,把电源电压调到4V,R2的功率为0.8W。求∶
(1)通过R2的电流。
(2)若小灯泡正常发光,则1min内电流在R1上做的功是多少?
(3)现把电源电压调到某一值时,通过R2的电流为0.1A,灯泡与R2两端的电压之比为1∶2,则灯泡的实际功率是多少?
(1)0.2A;(2)27J;(3)0.2W
【解析】(1)由公式可得,通过R2的电流
(2)由图乙可知,当小灯泡正常发光时,U灯=2.5V,此时I灯=0.30A
R1两端的电压
U1=U-U灯=4V-2.5V=1.5V
通过R1的电流,1min内电流在R1上做的功
(3)由公式可得
R2两端的电压
由可得
由图乙可知,当,此时,灯泡的实际功率
如图所示是某款用于临床治疗的微量注射泵,通过其智能微推进系统,可以给病人实施高精度、小流量的药液注射。某次注射时使用的薄壁注射器横截面积为5.55cm2,内有44.4mL的药液,注射速度v0为5.55mL/h。求∶
(1)若药液的密度为1g/cm3,则注射器内药液的质量是多少?
(2)注射过程中,注射器芯杆移动的速度。
(3)若注射器内药液的质量为m,密度为,匀速推注完这些药液注射泵对水平注射器芯杆做的功为W。已知薄壁注射器横截面积为S,活塞与内壁之间摩擦力为f,活塞对药液推力不变,请推导活塞对药液压强的表达式(用字母表示)。
(1)44.4g;(2);(3)
【解析】(1)注射器内药液的体积为
V=44.4mL=44.4cm3
由密度公式可得,注射器内药液的质量为
(2)由于注射速度v0为5.55mL/h(即5.55cm3/h),且注射器横截面积为5.55cm2,即
则注射过程中注射器芯杆移动的速度为
(3)匀速注射时,活塞运动在推力、摩擦力与液体压力作用下平衡,即
而匀速推注完这些药液,注射泵的移动距离为
对水平注射器芯杆做的功为
则推力为
可知活塞对药液压力为
根据压强公式可知活塞对药液压强为
木块在水中漂浮,铁块在水中下沉。浮力的大小是否跟物体的密度有关呢?兴趣小组同学用溢水杯、质量不计的薄壁玻璃瓶、若干完全相同的透明塑料杯、水、浓盐水、蜂蜜、食盐、细沙等器材进行了如下实验:
第一步∶往玻璃瓶里装满水并拧紧盖子;
第二步∶把玻璃瓶放人装水的溢水杯中,用塑料杯接住溢出来的水(如图);
第三步∶将玻璃瓶里的物质分别换成浓盐水、蜂蜜、食盐、细沙并装满,重复以上实验;
第四步∶比较每次溢出来水的体积。
请回答下列问题∶
(1)溢水杯里水的多少应该以______为准。
(2)若每次溢出来水的体积______,则初步说明物体所受的浮力与物体的密度无关,否则与物体的密度有关。
(3)本实验是通过比较每次溢出来水的体积来比较浮力,这里运用了______的思想方法,其依据是______。
(1). 装满水 (2). 相等 (3). 转换 阿基米德原理
【解析】(1)实验采用溢水杯的作用是溢水杯内装满水,让物体浸入溢水杯,水会从溢水杯中排出,所以,溢水杯里水的多少应该以装满水为准。
(2)由题意知,物体所受的浮力与物体的密度无关,否则与物体的密度有关。如果每次溢出来水的体积相同,则说明物体所受的浮力与物体的密度无关;如果每次溢出来水的体积不相同,物体所受的浮力与物体的密度有关。
(3)要探究浮力的大小与物体密度的关系,根据阿基米德原理,物体所受浮力的大小等于排开水的重力,水的密度是固定的根据,所以判断每次溢出来水的体积是否相等。本实验是通过比较每次溢出来水的体积来比较浮力,这里运用了转换的思想方法,其依据是阿基米德原理。
在探究电流与电压关系的实验中,已有器材∶干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线和阻值不同的定值电阻若干个。
(1)请你用笔画线代替导线,将图中的电路连接完整。要求滑片向右滑动时,变阻器连入电路的电阻变大。____
(2)实验时,闭合开关,将滑片移动到某位置,记下电压表和电流表的示数。接下来的操作是____。
A.断开开关,结束实验,整理好器材
B.将滑片移动到另外几个位置,分别记下电压表和电流表的示数
C.换用另一个定值电阻,将滑片移动到某位置,记下电压表和电流表的示数
(3)小明记录的实验数据如下表。分析可知,通过定值电阻的电流与其两端的电压____。
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
电压U/V | 0.3 | 0.6 | 0.9 | 1.2 | 1.5 | 1.8 |
电流I/A | 0.08 | 0.15 | 0.23 | 0.30 | 0.38 | 0.45 |
(4)有同学建议小明再用其他规格的定值电阻重复以上实验。请对此建议的科学性进行评估∶________。
(1). (2). B (3). 成正比 (4). 建议科学合理。通过多组实验,实验结论更具科学性、普遍性,避免了偶然性。
【解析】(1)滑片向右滑动时,变阻器连入电路的电阻变大,导线应接滑动变阻器左下方,如图所示。
(2)探究电流与电压关系,要保持电阻不变,将滑片移动到某位置,记下电压表和电流表的示数之后,接下来的操作应该直接将滑片移动到另外几个位置,分别记下电压表和电流表的示数,故选B。
(3)由表可知,电压每增加0.3V,电流就增加0.8A左右,因此,通过定值电阻的电流与其两端的电压时成正比的。
(4)只用一只定值电阻实验得到结论可能具有偶然性,因此要多换几只定值电阻在实验,同学这个建议科学合理。通过多组实验,实验结论更具科学性、普遍性,避免了偶然性。
请完成下列问题。
(1)在探究凸透镜成像规律时,将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上,并调节____(选填“蜡烛”或“烛焰”)、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度。如图甲所示,光屏上呈现清晰的像。现将蜡烛向左移动10cm,然后将光屏向____ (选填“左”或“右”)移动,才能再次在光屏上得到清晰的像。
(2)做奥斯特实验时(图乙),若将小磁针替换成一根与导线ab部分平行的直导线cd并通电。请根据已学知识推测,通电导线ab与cd之间_____(选填“有”或“没有”)相互作用力,依据是__________。
(1). 烛焰 左 (2).有 磁场对电流有力的作用
【解析】(1)在探究凸透镜成像规律时,我们要在光屏上找到烛焰所成的像,所以,将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上,调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度。
如图甲所示,光屏上呈现清晰的像。现将蜡烛向左移动10cm,物距变大,像距变小,需要将光屏向左移动,才能再次在光屏上得到清晰的像。
(2)通电导体周围存在磁场,通电导线ab部分周围和通电直导线cd 周围都会产生磁场,根据磁场对电流有力的作用,通电导线ab与cd之间有相互作用力。
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