如图甲乙所示是某调温型电烤箱和简化电路图,它的工作电压为220V,R1和R2均为电烤箱中的加热元件,R2的阻值为70Ω。当只闭合S1时为低温挡,低温挡电烤箱的电功率为440W。
(1)低温挡工作时,电路中的电流是多少?( )
(2)发热电阻R1的阻值是多少?( )
(3)高温挡时应该闭合的开关是______,高温挡的电功率是多少?( )
(4)小余发现傍晚用电高峰时,电烤箱内比平时温度低,他猜想是用电高峰时电压偏低所致,于是他想用电能表和秒表测量家庭电路的实际电压。傍晚用电高峰时,他关闭家里所有用电器,只让电烤箱以高温挡工作,发现在30s内电能表的转盘转了25转,电能表的铭牌如图丙所示,则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少?( )(不考虑电阻值随温度的变化)
(1). 2A (2). 40Ω (3). S1、S2 (4). 1210W (5). 200V
【解析】(1)只闭合S1时为低温挡,电功率为440W,由P=UI可得电路中的电流
(2)只闭合S1时,R1与R2串联,电烤箱处于低温挡,由可得,电路的总电阻
所以,电阻R1的阻值
(3)闭合开关S1、S2,只有电阻R1的简单电路,电路的总电阻较小,由P=可知电路的功率较大,处于高温档。高温挡的电功率
(4)电能表的表盘转25转,电流通过电烤箱做的电功
电烤箱的实际电功率为
实际电压为
爸爸给小林买了一部电动平衡车。小林从家骑该电动平衡车以12km/h的速度匀速行驶,用15min到达了市民广场。小林的质量为40kg,g取10N/kg,求:
平衡车参数 | |
材质 | 镁合金高弹性车架 |
净重 | 10kg(含电池组) |
最高车速 | 18km/h |
充电时间 | 约4小时 |
轮胎个数 | 2 |
轮胎总触地面积 | 5cm2 |
(1)小林家到市民广场的距离是多少?
(2)小林在市民广场水平路面上骑行时,车对地面的压强是多少?
(3)若骑行平衡车时所受阻力为人和车总重的0.1倍,则小林在市民广场中以最高速度骑行时,平衡车动力的功率是多少?
(1)3km;(2)1×106Pa;(3)250W
【解析】(1)小林家到市民广场的距离
(2)车对地面的压力
F=G=(G车+G人)g=(10kg+40kg)×10N/kg=500N
车对地面的压强
p==1×106Pa
(3)车受到阻力
f=0.1G=0.1×500N=50N
车的最大速度
v=18km/h=5m/s
车匀速行驶,受到的动力和阻力是平衡力,动力
F=f=50N
平衡车动力的功率
P=
答:(1)小林家到市民广场的距离是3km;
(2)小林在市民广场水平路面上骑行时,车对地面的压强是1×106Pa;
(3)若骑行平衡车时所受阻力为人和车总重的0.1倍,则小林在市民广场中以最高速度骑行时,平衡车动力的功率是250W。
处处留心皆学问,请用物理知识解释下面生活中的现象:
(1)油罐车后轮有四个轮胎,比起两个轮胎减小了对路面的破坏,其原因是?
(2)运输时,看到在油罐车的尾部总有一根铁链在地上拖着走,这根铁链起什么作用?
(1)增大受力面积,减小压强;(2)见解析
【解析】(1)油罐车后轮有四个轮胎,压力一定时,增大受力面积,减小了对路面的压强。
(2)车子在行驶的过程中容易摩擦产生静电,静电积聚产生火花引起爆炸,铁链和大地相连将静电导走,使产生的电荷不能积聚。
在“测量小灯泡电功率”的实验中,老师给同学们准备了以下器材:
A.小灯泡(额定电压2.5V,电阻大约10Ω)
B.电流表A1(量程0~0.6A)
C.电流表A2量程0~3A)
D.电压表(量程0~3V,0~15V)
E.滑动变阻器“10Ω 1A”
F.滑动变阻器“50Ω 2A”
G.电源(电压恒6V不变)
H.开关、导线若干
(1)本实验中应选择电流表______;滑动变阻器______(均填仪器前字母);
(2)测量电路图如图甲所示,图乙实物电路中已有部分电路连好,请用笔画线代替导线将电路连接完整( );
(3)某探究小组将电路补充连接后,闭合开关,发现灯泡发光较暗,电流表有示数,但任意移动滑动变阻器的滑片时,电压表有示数且不变,灯泡亮度不变,具体故障原因是______;
(4)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,进行了多次测量,其中小灯泡正常发光时电流表示数如图丙所示为______A,小灯泡的额定功率为______W。
(1). B (2). F (3). (4). 滑动变阻器连接了下面两个接线柱 (5). 0.24 (6). 0.6
【解析】(1)灯泡正常发光电流约为
I==0.25A
电流表选择量程0-0.6A,选择电流表A1(量程0~0.6A)。
当灯泡正常发光时,电路的总电阻
R总==24Ω
变阻器连入电路的电阻
R滑=R总-RL=24Ω-10Ω=14Ω
所以选择滑动变阻器“50Ω 2A”。
(2)小灯泡的额定电压2.5V,电压表选择0-3V,电压表和灯泡并联,电流表串联在电路中,变阻器一上一下连接,如图所示:
(3)灯泡发光较暗,电流表有示数说明电流太小,滑动变阻器的阻值太大,任意移动滑动变阻器的滑片,电压表示数不变,说明滑动变阻器同时接到下面两个接线柱上。
(4)由图丙可知,电流表的量程是0-0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.24A。
小灯泡的额定功率为
P额=ULI额=2.5V×0.24A=0.6W
小宇要探究“影响滑动摩擦力大小的因素”,他猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有:A.接触面所受的压力大小;B.接触面的粗糙程度;C.物体运动的速度。接下来小宇通过如图所示的实验操作开展探究。
(1)进行甲、乙、丙图实验时,弹簧测力计必须沿水平方向拉着物体做______运动;
(2)要验证猜想B,需按照______两个图(选填“甲”、“乙”、“丙”)进行对比实验;
(3)比较甲、乙图的实验,得到的实验结论是______;
(4)在本次实验中运用的研究方法是转换法和______;
(5)小颖发现小宇上述实验操作中弹簧测力计的示数并不稳定,于是改进了实验装置,如图丁所示。改进后长木板______(选填“一定”或“不一定”)要做匀速直线运动。
(1). 匀速直线运动 (2). 甲、丙 (3). 在接触面的粗糙程度相同的情况下,压力越大,摩擦力越大 (4). 控制变量法 (5). 不一定
【解析】(1)实验过程中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,此时物体处于平衡状态,由平衡条件可知,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)验证滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系,保持压力不变,改变接触面的粗糙程度,选择甲丙两图。
(3)比较甲、乙实验,接触面粗糙程度相同,乙图中压力较大,滑动摩擦力较大,可以得到在接触面的粗糙程度相同的情况下,压力越大,摩擦力越大。
(4)滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和物体间的压力有关,实验采用控制变量法。
(5)木块与弹簧测力计固定不动,拉动木板运动,不需要木板做匀速直线运动,便于实验操作,由于测力计静止便于读数,大小等于滑动摩擦力,由于压力、接触面粗糙程度不变,故示数稳定。
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