如图1所示为一种常见的电热油汀取暖器,工作简化电路如图2所示,它有高、中、低三个档位,具体参数如表所示,其中R1、R2、R3均为电热丝。
(1)当取暖器以高温档工作时,开关应连接________(选填“0、1”“1、2”“2、3”或“3、4”)。
(2)取暖器处于中档时,电路中的电流是多少____?电热丝R2的阻值是多少____?
(3)某次取暖器使用高档和低档共消耗电能5.6kW×h,已知高档正常工作时间为1h,则低档正常工作时间为多长_____?
图1 图2
3、4 5A 16.5W 4.5h
【解析】
(1)根据功率公式
可知,当电压一定时,电路总电阻越小则功率越大;开关连接“0、1”时电路断路,连接“1、2”时R2、R3两电阻串联,电阻最大;连接“2、3”时电路中只有R2,电阻适中;连接“3、4”时R1、R2两电阻串联,电阻最小;故当取暖器以高温档工作时接入的电阻应最小,开关应连接“3、4”。
(2)取暖器处于中档时,开关连接“2、3”,电路中只有R2,此时功率为1210W,则电路中的电流是
且R2阻值为
(3)连接“1、2”时R2、R3两电阻串联,为低温档,此时功率为800W,即
则
(4)某次取暖器使用高档和低档共消耗电能5.6kW×h,即
则
如图所示为大雁塔北广场执勤民警配备的警用两轮平衡车。平衡车整车质量为50kg,最大行驶里程为30km,最大速度为20km/h,电动机的功率为1000W。(g取10N/kg)
(1)民警执勤时使用的对讲机是利用__________来传递信息的。
(2)民警骑平衡车在水平路面以最大速度匀速直线巡逻20km所用时间为多少秒_____?该过程中平衡车受到的阻力为多大____?
(3)若平衡车匀速行驶时受到的阻力是人与车总重的0.15倍,那么此时站在平衡车上的民警的质量是多少____?
电磁波 3600s 180N 70kg
【解析】
(1)民警执勤时使用的对讲机是利用电磁波来传递信息的。
(2)民警骑平衡车在水平路面以最大速度匀速直线巡逻20km所用时间为
(3)因车匀速行驶,故平衡车受到的阻力
(4)由题知
站在平衡车上的民警的质量是
小明陪自己的弟弟玩耍时发现,弟弟的电动汽车充好电后跑得很快,玩一会就变慢了,玩较长时间后电动汽车会跑得很慢。小明猜想:这可能是刚充好电时,电池电压高,玩一会电压变低导致的。于是小明对弟弟的电动汽车电池进行了探究。
(1)首先,小明用________测量了充满电时的电动汽车电池电压;
(2)然后,小明每玩10分钟测量一次电动汽车电池的电压,得到的数据如表所示:
使用时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
电压/V | 6.8 | 6.2 | 6 | 5.8 | 5.6 | 3.6 |
从表格中的数据可以得出,电池使用的时间越长,电池的电压越_______(选填“高”或“低”)。这初步说明小明的猜想是_______(选填“正确”或“错误”)的。根据表中的数据还可得出,随着使用时间的增加,电池电压变化速度是______________(选填“先快后慢再快”或“先慢后快再慢”);
(3)小明反思自己的实验过程发现,实验中明显的不足之处是_________,应该进行的操作是_________________________;
(4)之后,小明联想到弟弟其他的电动玩具,有的是充好电后声音大,越玩声音越小;有的是充好电后转得快,然后越转越慢……请你帮他分析,导致这些现象产生的原因是__________。
电压表 低 正确 先快后慢再快 未考虑电池内阻的变化 增加电流表,同时测量电池电流 电阻随温度升高后,玩具输出功率变小
【解析】
(1)电压表是测量电压的一种仪器,故需用电压表测量充满电时的电动汽车电池电压。
(2)从表格中的主句可以得出,电池使用的时间越长,电池的电压越低。
(3)这初步说明小明的猜想“刚充好电时,电池电压高,玩一会电压变低导致的”是正确的。
(4)根据表中的数据还可得出,随着使用时间的增加,前10分钟压降0.6V,10至40分钟内每10分钟压降0.2V,40至50分钟压降2V,故电池电压变化速度是先快后慢再快。
(5)实验中明显的不足之处是未考虑电池内阻的变化,应该增加电流表,同时测量电池电流。
(6)根据功率公式
可知,当电阻随温度升高后,玩具输出功率变小,故有的是充好电后声音大,越玩声音越小;有的是充好电后转得快,然后越转越慢。
为了探究“杠杆的平衡条件”,小强和同学们进行了下面的实验。
(1)组装好器材后,发现杠杆静止在如图1所示位置。为了更方便、准确地完成实验,应将杠杆的平衡螺母向________调节,使杠杆在___________位置平衡;
(2)杠杆调节平衡后,在杠杆两端分别挂上不同数量的钩码(质量均为50g),移动钩码位置,使杠杆重新平衡,如图2所示,此时左侧钩码对杠杆施加的阻力F2=_______N;(g取10N/Kg)
(3)小强调节钩码数量及位置,多次实验,得到表中的数据。
次数 | 动力F1/N | 动力臂l1/m | 阻力F2/N | 阻力臂l2/m |
1 | 1 | 0.2 | 0.4 | |
2 | 0.5 | 0.3 | 0.5 | 0.3 |
3 | 2 | 0.1 | 0.5 | 0.4 |
4 | 2 | 0.2 | 1 | 0.4 |
①根据表中数据可以得出的结论是____________________;(用字母表示)
②第2次实验中,杠杆水平平衡后,用手使杠杆缓慢转过一个角度后松手,杠杆______(选填“能”或“不能”)保持平衡;
③第4次实验中,若将两侧钩码同时朝靠近支点O的方向移动10cm,则杠杆______(选填“左”或“右”)端将下沉;
(4)小强认为上面的实验只探究了两个力在支点两侧的情况,他又设计了实验,探究两个力在支点________(选填“同侧”或“异侧”)时杠杆的平衡条件,小强设计这组实验的目的是________。
左 水平 0.5 能 左
同侧 方向相反的两个力,作用在杠杆支点同侧情况下杠杆平衡的条件
【解析】
(1)杠杆左端高右端低,说明杠杆的重心在支点右侧,向左调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,此时力的方向与杠杆垂直,力臂的长度可以直接从杠杆上读出来;
(2)由图2知左侧挂一个钩码,故左侧钩码对杠杆施加的阻力
(3)①由表中数据知,动力、动力臂的乘积等于阻力、阻力臂的乘积,可得杠杆平衡条件是
②杠杆的重心在支点下方,与支点不重合。松手后,杠杆会回到原来的位置,杠杆仍平衡。
③已知第4次实验中,右端钩码的重为2N,力臂为0.2m,左端钩码的的重为1N,力臂为0.4m此时杠杆平衡;将两侧钩码同时朝靠近支点O的方向移动10cm,则右侧
2N×0.1m=0.2 Nm
左侧
1N×0.3m=0.3Nm
因为
0.3Nm>0.2 Nm
所以杠杆左端下沉。
(4)(7)(8)第1-4次实验中只探究了两个力在支点两侧的情况,小强设计的实验为了探究动力和阻力在杠杆支点同侧情况下杠杆平衡的条件,此时两个力的方向相反。
按要求完成下列填空。
(1)如图1所示,此时天平的读数为________g;
(2)如图2所示,在硬币上方沿着桌面平行的方向用力吹一口气,硬币就有可能跳过木块,该实验现象说明_________;
(3)如图3所示,在探究“固体熔化时温度变化特点”的实验中,实验器材的安装顺序应为_____(选填“自上而下”或“自下而上”);
(4)如图4所示,在探究“影响电流热效应的因素”实验中控制了_________相同。
6.8g 流体流速越大压强越小 自下而上 电流
【解析】
(1)由题可知,物体的质量为
(2)在硬币上方沿着桌面平行的方向用力吹一口气,硬币上方空气流速大于下方空气流速,上方压强小于下方压强,硬币获得向上的升力,就有可能跳过木块。说明流体的流速越大压强越小。
(3)为确保用酒精灯的外焰加热,安装时应当自下而上安装。
(3)如图,将10Ω和5Ω的电阻串联接入电路,控制电流相同,电阻不同,探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系。
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