【題目】小明在實驗室探究電學(xué)實驗,有如下器材:電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、電源(電壓恒為4.5V)、定值電阻R(分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、小燈泡(額定電壓為2.5V)、導(dǎo)線若干。
(1)在探究“電流與電阻的關(guān)系”實驗中:
①小明設(shè)計了如圖甲所示電路,請你幫他將圖乙所示的實物圖連接完整。
(___)
②閉合開關(guān)前,要將滑動變阻器滑片移至_____(選填“A”或“B“)端;電路中滑動變阻器起到保護(hù)電路和_____的作用。
③閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)無論如何移動滑動變阻器的滑片,電流表有示數(shù),電壓表示數(shù)為零,此時電路出現(xiàn)的故障可能是_____。
④小明排除故障后繼續(xù)實驗,先將5Ω的電阻接入電路,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,直到電壓表示數(shù)為2.5V,記下電流表示數(shù);斷開開關(guān),把5歐電阻換為10歐的電阻,再閉合開關(guān),應(yīng)向_____(選填“A”或“B“)端移動滑動變阻器的滑片,才能使電壓表示數(shù)仍為2.5V,同時再記下電流表的示數(shù)。
⑤為確保所給的5個定值電阻接入電路后都能正常進(jìn)行實驗,那么,應(yīng)該選取最大阻值不小于_____Ω的滑動變阻器。
(2)完成以上實驗后,小明將定值電阻換成小燈泡,想要測量它的額定電功率。在不損壞小燈泡的情況下,移動滑動變阻器的滑片,記錄多組小燈泡兩端的電壓值及對應(yīng)的電流值,根據(jù)這些數(shù)據(jù)繪制出了小燈泡的“I﹣﹣U”關(guān)系圖象(如圖丙所示)。分析圖象可知,小燈泡正常工作時燈絲電阻為_____Ω,小燈泡的額定功率是_____W.從圖象還可以看出,小燈泡燈絲的電阻是_____(選填“變化或“不變”)的,造成這一現(xiàn)象的原因是燈絲電阻隨_____升高而增大。
【答案】(1)①; ②A; 保持電阻兩端電壓不變; ③電阻短路; ④A; ⑤20; (2)10; 0.625; 變化; 溫度
【解析】
(1)①根據(jù)圖甲連接實物電路;
②閉合開關(guān)前,要將滑動變阻器滑片移至阻值最大處;探究“電流與電阻的關(guān)系”實驗,需要保持電阻兩端的電壓不變;
③若電流表有示數(shù),說明電路可能短路,電壓表示數(shù)為零,說明電壓表測量的電阻為零,分析故障的位置;
④根據(jù)控制變量法,研究電流與電阻的關(guān)系時,需控制定值電阻的電壓相同,當(dāng)換上大電阻時,根據(jù)分壓原理確定電壓表示數(shù)的變化,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律結(jié)合分壓原理確定滑片移動的方向;
⑤探究電流與電阻的關(guān)系,應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變;根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求出變阻器分得的電壓,根據(jù)分壓原理,求出當(dāng)接入25Ω電阻時變阻器連入電路中的電阻;
(2)根據(jù)小燈泡額定電壓為2.5V時,讀出圖象中對應(yīng)的電流數(shù)值,利用歐姆定律公式變形可求得小燈泡正常工作時的燈絲電阻,根據(jù)P=UI可求燈泡的額定功率;
根據(jù)圖象由歐姆定律求出在不同電壓下的電阻大小,比較數(shù)據(jù)得出結(jié)論;從溫度對電阻的影響分析原因。
(1)①根據(jù)圖甲連接實物,注意電壓表與電阻并聯(lián),且正進(jìn)負(fù)出,即將電壓表的負(fù)接線柱連接定值電阻的右端,定值電阻右端再連接滑動變阻器的左上接線柱即可,如下所示:
②閉合開關(guān)前,為保護(hù)電路,要將滑動變阻器滑片移至阻值最大處,即A端;
為得出普遍性的結(jié)論要多次測量,故電路中滑動變阻器除起到保護(hù)電路元件安全的作用外,還有改變電阻電壓和電流(保證定值電阻兩端的電壓不變)的作用;
③閉合開關(guān)S,無論如何移動滑動變阻器的滑片P,電流表有示數(shù),說明電路不可能是斷路,可能是短路,電壓表示數(shù)為零,說明電壓表測量的電阻為零,則與電壓表并聯(lián)的電阻短路了;
④小明先將的電阻接入,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,直到電壓表示數(shù)為,記下電流表示數(shù);接著在滑動變阻器的滑片位置不變,把R換為的電阻時,電阻變大,電壓表示數(shù)變大,為保持電壓表示數(shù)不變,要增大變阻器的電壓,故應(yīng)向A端移動滑動變阻器的滑片P,才能使電壓表示數(shù)為,同時記下電流表的示數(shù);
⑤研究電流與電阻的關(guān)系實驗中,應(yīng)控制電阻兩端的電壓不變,即電阻兩端的電壓始終保持2.5V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,變阻器分得的電壓:;
串聯(lián)時,電壓與電阻成正比,變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的倍,當(dāng)接入電阻時,變阻器連入電路中的電阻為:,故為了完成整個實驗,應(yīng)該選取最大阻值至少的滑動變阻器;
(2)由圖象可知,小燈泡額定電壓為時,電流為,此時的電阻大。;小燈泡的額定功率:;
由圖象知,當(dāng)電壓分別為、、時,對應(yīng)的電流大小分別為、、,根據(jù)分別求出對應(yīng)的電阻大小為、、,所以畫出的圖像是彎曲的,即燈泡的電阻是變化的;
由于通常金屬電阻隨溫度的升高而增大,當(dāng)電壓增大時,燈泡的實際功率變大,燈絲的溫度逐漸升高,則小燈泡燈絲的電阻隨溫度的升高逐漸變大。
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【題目】如圖所示電路,電源電壓不變,R1的阻值為40Ω.只閉合開關(guān)S1時,電流表的示數(shù)為0.2A;S1、S2都閉合時,電流表的示數(shù)為0.6A.求:
(1)R2的阻值。
(2)S1、S2都閉合時電路消耗的總功率。
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【題目】工人用如圖所示滑輪組將礦井中的物體A和物體B先后以同樣的速度勻速提升上來。物體A的重力為150 N,物體B的重力為75 N,提升物體A時,滑輪組的機(jī)械效率為75%。若用此滑輪組提升物體B時,在10 s內(nèi)物體B上升5 m,(不計繩重和摩擦)下列描述正確的是
A. 提升物體B時,滑輪組的機(jī)械效率是62.5%
B. 提升物體B時,拉力F的功率是62.5 W
C. 提升物體B時,拉力F所做的功是62.5 J
D. 提升物體A時,拉力F的功率是50 W
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【題目】如圖所示,兩個相同的玻璃瓶,橡皮塞上插進(jìn)一根兩端開口的細(xì)玻璃管,使橡皮塞塞住瓶口,其中甲瓶內(nèi)裝滿水,乙瓶沒有裝滿,玻璃管內(nèi)水面距瓶底20cm,則甲瓶底部受到水的壓強為_____Pa;要探究大氣壓隨高度的變化,應(yīng)選用的是_____(填“甲”或“乙”)裝置,當(dāng)該裝置隨電梯從一樓上升到二十樓,管內(nèi)的液面會_____(選填“上升”或“下降”)。(g取10N/kg;ρ水=1.0×103kg/m3)
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【題目】在探究“水沸騰時溫度變化的特點”實驗時:
(1)小華組裝好實驗器材后開始實驗,請你指出圖甲中存在的操作錯誤是_____。
(2)糾正錯誤操作后,開始計時。第3min溫度計的示數(shù)如圖乙所示,該示數(shù)為_____℃,從記錄數(shù)據(jù)的表格可以分析出:水沸騰的特點是溫度_____,繼續(xù)_____。
時間/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | … |
溫度/℃ | 90 | 92 | 94 | 98 | 98 | 98 | … |
(3)根據(jù)水的沸點可判斷當(dāng)時當(dāng)?shù)氐臍鈮?/span>_____(選填“是”或“不是”)1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。
(4)小華和另一位同學(xué)選用的實驗裝置相同,且同時開始實驗,但水開始沸騰的時間不同,他們繪制的沸騰圖象如圖丙所示,其中水的質(zhì)量較大的圖象為_____(選填“a“”或“b”)。
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【題目】高層建筑的墻體中有三根絞在一起的電線,可以用如圖乙所示的“測量儀”把它們區(qū)分開。小華將A、B連在一起時,小明將“測量儀”連接在X、Z兩端,燈泡發(fā)光;小華將B、C連在一起時,小明將“測量儀”連在X、Y兩端,燈泡發(fā)光。則( )
A. A和Y是同一根電線,B和Z是同一根電線
B. B和Z是同一根電線,C和Y是同一根電線
C. A和Y是同一根電線,B和X是同一根電線
D. B和X是同一根電線,C和Y是同一根電線
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【題目】如圖所示,兩個相同的柱形容器中分別盛有兩種不同的液體。并置于水平桌面上,現(xiàn)將相同的小球分別放入容器中,當(dāng)小球靜止時所處的位置如圖所示,兩小球受到的浮力分別為F甲、F乙,則下列判斷正確的是
A. F甲<F乙ρ甲<ρ乙B. F甲=F乙ρ甲<ρ乙
C. F甲=F乙ρ甲>ρ乙D. F甲>F乙ρ甲>ρ乙
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【題目】某品牌電熱飲水機(jī)有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)(由機(jī)內(nèi)溫控開關(guān)S0自動控制),從說明書上收集到如下數(shù)據(jù)及如圖甲所示的電路原理圖。若把這臺電熱飲水機(jī)單獨接入如圖乙所示的電能表所在的電路工作,當(dāng)溫控開關(guān)S0斷開時,飲水機(jī)處于________狀態(tài)(選填“加熱”或“保溫”),R2的阻值為_______Ω;若同時閉合S和S0后工作6min,這段時間內(nèi)電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過_______轉(zhuǎn)。
熱水箱容量 | 2L |
額定電壓 | 220V |
加熱時的功率 | 400W |
保溫時的功率 | 40W |
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【題目】很多游樂場都有“高空旋轉(zhuǎn)秋千”,如圖所示,有兩個座椅A、B,質(zhì)量相等,通過相同長度的纜繩懸掛在旋轉(zhuǎn)圓盤上,不考慮空氣阻力的影響,當(dāng)旋轉(zhuǎn)圓盤繞豎直的中心軸勻速運動時,兩個座椅A、B高度相同。下列說法不正確的是
A. 座椅A相對座椅B靜止
B. 座椅A、B受到平衡力的作用
C. 座椅A、B的勢能相同
D. 座椅A、B的機(jī)械能相同
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