一个标有“3V3W”小灯泡L(灯丝电阻不随温度变化),滑动变阻器(0~6Ω),电流表A连接成如图所示的电路,滑片P正处在滑动变阻器正中间o点位置,电源电压恒定。
(1)闭合S1、S2、S3,断开S4,电流表的读数为2.0A,求此时灯泡实际消耗的电功率;
(2)闭合S1,断开S2、S3、S4,求此时电流表A的读数;
(3)闭合S1、S3、S4,断开S2,将滑片P由o滑到a点过程中,电流表A的读数最大值为2.25A,求滑动变阻器oa之间的电阻值,并求出电流表读数为2.25A时,滑动变阻器消耗的总功率。
(1) 3W; (2) 0.5A; (3) 1Ω,6.75W
【解析】(1)闭合S1、S2、S3,断开S4时,滑动变阻器的下半部分与灯泡并联接入电路,则滑动变阻器下半部分的电阻为3Ω,
又因为小灯泡L标有“3V3W”,可知灯泡的电阻为
则电路总电阻为
则电源电压为
即小灯泡两端电压为3V,则小灯泡正常发光,故小灯泡此时的实际功率等于额定功率3W。
(2)闭合S1,断开S2、S3、S4时,滑动变阻器上半部分与灯泡串联,则此时电路中的电流为
(3)闭合S1、S3、S4,断开S2时,滑动变阻器的下半部分与上半部分并联接入电路,滑片P由o滑到a点过程中,上部分电阻设为Ra,则总电阻的函数关系为
由函数知识可知,P由o滑到a点过程中,总电阻不断减小,即在a点时,电流最大。总电阻为
则有
可得
或
上半部分电阻不超过3Ω,所以,则滑动变阻器oa之间的电阻值为
电流表读数为2.25A时,滑动变阻器消耗的总功率,即电路总功率
如图,甲、乙两个实心圆柱体,甲的密度小于乙的密度,甲的重力为4N,乙的重力为6N。甲的高度为20cm,乙的高度为10cm,甲、乙的横截面积均为40cm2.现将甲、乙两物体用重力可忽略的细线串接起来放入容器的水中,此时容器中的水深h0=50cm,甲有一部分浮出水面,(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)水对容器底面产生的压强;
(2)细线对乙物体的拉力大小;
(3)甲浮出水面部分的高度。
(1) ;(2) 2N;(2) 5cm
【解析】(1)由题可知,容器中水的深度为50cm合0.5m,水对容器底面产生的压强为
(2)乙物体的体积为
乙物体完全浸入液体中时,乙物体受到的浮力为
以乙物体为研究对象,在液体中静止时受向下重力,向上的浮力和绳子拉力作用,则细线对乙物体的拉力为
(3)以甲物体为研究对象,甲物理受到向下的重力,绳子对甲向下的拉力作用及向上的浮力作用,则甲所受浮力大小为
则甲排开液体体积为
则甲浸入液体的深度为
甲浮出水面部分的高度
课外兴趣小组要测量一个未知电阻Rx的阻值,现有下列器材:电源、两个量程均为0~0.6A的相同电流表A1,A2、一个已知阻值的定值电阻R0=9Ω、开关、导线若干。兴趣小组同学们开动脑筋,积极思考,设计出了一个测量Rx的方法。
(1)同学们设计出的测量电路图如图,请根据电路图把未完成的实物图连接线补充完整( );
(2)连接好电路,闭合S之前,滑动变阻器的滑片P应滑到______(选填“a”“b”)端;
(3)调节滑动变阻器,使两个电流表有一个恰当的读数,如图,两表A1、A2的读数分别为I1=______A,I2=______A;
(4)根据两电流表读数可得出被测电阻Rx=______Ω;
(5)调节滑动变阻器,使A1和A2表的读数都变大,为保证A2表不被烧坏,则A1表的读数不能超过______A;
(6)有同学认为,改用下面电路图也可以测出Rx的值,你认为是否可行?
答:______(选填“是”“否”)。
(1). (2). b (3). 0.32 (4). 0.48 (5). 4.5 (6). 0.4 (7). 是
【解析】(1)根据电路图可知,电流表A1测量Rx的电流,电流表A2测量干路中的电流,所以实物连接如图所示
。
(2)连接好电路,闭合S之前,滑动变阻器的滑片P应滑到阻值最大处,由图可知,滑片P应滑到b端。
(3)由图可知,I1=0.32A。
由图可知,I2=0.48A。
(4)由并联电路中电流的关系可知,R0的电流为
由欧姆定律可知,R0的电压为
R0与Rx并联,所以电压相等,由欧姆定律可知,Rx的电组为
(5)为保证A2表不被烧坏,则A2表的示数最大为0.6A,R0与Rx并联,此时R0与Rx的总电阻为
此时R0与Rx的电压
R0与Rx并联,所以电压相等,由欧姆定律可知,A1表的读数为
所以,A1表的读数不能超过0.4A。
(6)如图所示的电路图,R0与Rx并联,可根据两个电阻的电压相等,测出Rx的值,所以该电路图是可行的。
实验一:某实验小组做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)为使凸透镜所成的像便于观察,该实验的环境光线应该较______(选填“暗”“亮”)为好;
(2)调节好蜡烛、凸透镜、光屏位置,如图所示,在光屏上看到烛焰清晰的像,______(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)与此时成像原理相同;
(3)把蜡烛稍稍竖直上移,光屏上烛焰的像会竖直______(选填“上”“下”)移;
实验二:实验小组为了测量某种绿茶饮料的密度,进行了以下实验。
(1)把天平放在水平桌面上,将游码移到标尺的______;在调节天平横梁时,发现指针静止在分度盘中央刻度线的右侧,此时应将平衡螺母向______(选填“左”“右”)调节,使天平平衡;
(2)用调节好了的天平,测量绿茶饮料和烧杯的总质量,发现指针静止在分度盘中央刻度线偏左侧,为了准确测量,应向______(选填“左”“右”)移动游码;
(3)测得绿茶饮料和烧杯的总质量为69.6g,然后将一部分绿茶饮料倒入量筒中,如图所示,再将烧杯放在天平左盘上,称得剩余绿茶饮料和烧杯的总质量如图,由此可知:量筒中绿茶饮料的体积是______cm3,量筒中绿茶饮料的质量是______g,绿茶饮料的密度是______kg/m3。
(1). 暗 (2). 照相机 (3). 下 (4). 左端零刻度线 (5). 左 (6). 右 (7). 32 (8). 38.4 (9). 1.2×103
【解析】实验一:
(1)凸透镜成像时,烛焰比较亮,实验环境应该比较暗,这样对比度比较大,蜡烛的像会更加清晰。
(2)由图可知,物距大于像距,且光屏上能成实像,由凸透镜成像规律可知,此时成倒立缩小的实像,照相机是根据这个原理制成的。
(3)凸透镜成倒立的实像,像和物体的移动方向恰好相反,把蜡烛稍稍竖直上移,光屏上烛焰的像会竖直下移。
实验二:
(1)用托盘天平测量物体质量时,把天平放置在水平桌面上,游码移到标尺左端的零刻度处,然后调节平衡螺母,平衡螺母向上翘的一端移动,即若发现指针静止时指在分度盘中央刻度线的右侧,要使横梁平衡,应将平衡螺母向左调节。
(2)测量绿茶饮料和烧杯的总质量,指针静止在分度盘中央刻度线偏左侧,说明左边较重,应向右移动游码。
(3)由图可知,量筒的分度值是2mL,量筒中绿茶饮料的体积是
V=32mL=32cm3
由图可知,剩余绿茶饮料和烧杯的总质量
m剩=10g+20g+1.2g=31.2g
量筒中绿茶饮料的质量
m=m总-m剩=69.6g-31.2g=38.4g
绿茶饮料的密度
可燃冰是一种新能源,它是水和天然气在高压低温下形成的类似冰状结晶物质,主要成分是甲烷,我国可燃冰的开采技术处于世界领先水平,用燃气锅炉烧水时,将500kg初温20℃的水加热到100℃,共燃烧了0.1m3的可燃冰,这个过程中水吸收的热量为______J。完全燃烧0.1m3可燃冰放出的热量为______J,燃气锅炉烧水时的效率为______。(c水=4.2×103J/(kg·℃),可燃冰热值q=6.0×109J/m3)
(1). 1.68×108 (2). 6.0×108 (3). 28%
【解析】(1)水吸收的热量
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×500kg×(100℃-20℃)=1.68×108J
(2)完全燃烧0.1m3可燃冰放出的热量
Q放=Vq=0.1m3×6.0×109J/m3=6.0×108J
(3)燃气锅炉烧水时的效率
=28%
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