【題目】在中學生創(chuàng)新大賽中，我市某初中參賽小組設計了一種測定風力的裝置（如圖甲），迎風板與壓敏電阻Rx連接，工作時迎風板總是正對風吹來的方向。壓敏電阻的阻值隨風力變化而變化，其阻值Rx與風力F關系如圖乙所示。已知電源電壓恒為5V，定值電阻R＝5歐。

（1）開關閉合后，風力增加時，電壓表的示數(shù)是增大還是減�。浚ú挥谜f明理由）

（2）求無風時，壓敏電阻的功率？

（3）如果電壓表的量程為0﹣3V，求該裝置所能測量的最大風力？

【答案】（1）電壓表的示數(shù)是增大；（2）1.22W；（3）366.7N。

【解析】

（1）由甲電路圖可知，R與Rx串聯(lián)，電壓表測R兩端的電壓，由圖乙可知風力增大時Rx阻值的變化情況，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化和電壓表示數(shù)的變化；

（2）由圖乙可知無風時Rx的阻值，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)P＝I2R求出壓敏電阻Rx消耗的電功率；

（3）當所測風力最大時，Rx的阻值最小，電路中電流最大，則電壓表的示數(shù)最大，根據(jù)歐姆定律求出電壓表示數(shù)最大時電路中的電流，再根據(jù)歐姆定律求出壓敏電阻的阻值，根據(jù)圖乙可知該裝置所能測量的最大風力。

解：（1）由電路圖可知，電阻R與壓敏電阻Rx串聯(lián)，電壓表測電阻R兩端的電壓，開關閉合后，風力增加時，壓敏電阻Rx的阻值變小，根據(jù)串聯(lián)分壓原理，Rx兩端的電壓變小，根據(jù)串聯(lián)電路電壓關系可得，電阻R兩端的電壓變大，電壓表示數(shù)增大；

（2）無風時，由圖乙可知，壓敏電阻Rx=7Ω，因為電阻R與壓敏電阻Rx串聯(lián)，所以電路中的電流，

根據(jù)P=I2R可得，壓敏電阻的功率；

（3）由圖象可知Rx與F圖線為一次函數(shù)， ，

當F=0時，Rx=7Ω，所以 ，可得：b=7Ω，

當F=600N時，Rx=1Ω，所以，可得： ，則： ，當所測風力最大時，Rx的阻值最小，電路中電流最大，則電壓表的示數(shù)最大，即UR=3V，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以Rx兩端的電壓： ，

因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以電路中的電流：

，

則壓敏電阻的阻值，

所以，

解得：F≈366.7N，

該裝置所能測量的最大風力為366.7N。

答：（1）電壓表的示數(shù)增大；（2）1.22W；（3）366.7N。

練習冊系列答案
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【題目】我國自主研發(fā)的某品牌汽車進行技術測試，已知該車在某段長1.2km的水平路面做勻速直線運動，用時40s，汽車在行駛過程中受到的阻力為400N，汽車在此過程中發(fā)動機熱機效率為48%，汽油的熱值q=4.6×107J/kg。在該段測試過程中：

（1）汽車的功率為多少？

（2）燃燒了多少汽油？（計算結(jié)果保留兩位小數(shù)）

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（1）求電源電壓；

（2）求開關S2接“1”時，滑動變阻器10s內(nèi)消耗的電能；

（3）用量程為0~3V的電壓表替換電流表，S2改接“2”，閉合S1，移動滑片P，求R0的電功率的最小值．

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【題目】下面是小陽同學測量食用油密度的主要實驗步驟：

A、用天平測出空燒杯m1。

B、將適量的食用油倒入量筒中，并測出量筒中食用油的體積V。

C、把量筒中的食用油倒入燒杯中，測出燒杯和食用油的總質(zhì)量m2。

D、計算出食用油的密度ρ油。

請根據(jù)以上實驗完成下列問題：

（1）畫出本次實驗數(shù)據(jù)的記錄表格。

（_______）

（2）按照以上方法，小明測出的食用油密度值可能________（填“大于”或“小于”）食用油密度真實值，原因是________。

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【題目】一輛正在勻速行駛的汽車速度是72km/h，所受阻力為1500N，從甲地到乙地150km,已知該汽車這種情況下每百公里耗油12L（汽油的熱值4.2×107J/kg,汽油的密度0.8g/cm3）：

（1）該車從甲地到乙地克服阻力做多少功？

（2）汽車行駛時的功率是多少？

（3）汽車的效率是多少？

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【題目】在“伏安法測電阻”的實驗中，小亮連成如圖所示電路，正準備實驗時，同組的小明檢查發(fā)現(xiàn)電路連接有錯誤。

（1）若在錯誤的電路中，閉合開關后，電壓表的指針將_____（選填“正向偏轉(zhuǎn)”、“反向偏轉(zhuǎn)”、“不動”）。

（2）請你將接錯的那根導線打“×”，畫出正確連線。

（______）

（3）電路連接正確后，要使定值電阻兩端的電壓從小到大變化，滑動變阻器的滑片應該向_____側(cè)調(diào)整。

（4）選用規(guī)格為“50Ω 1A”的滑動變阻器進行實驗，記錄數(shù)據(jù)如表：

實驗次數(shù)

1

2

3

4

5

6

U/V

1

2

3

1

2

3

I/A

0.2

0.4

0.6

0.1

0.2

0.3

R/Ω

5

10

若換用規(guī)格為“20Ω 1A”的滑動變阻器，不能完成表格中第_____次實驗。

（5）在本次實驗中滑動變阻器的主要作用_____。

（6）多次測量的目的是_____。

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【題目】在“探究電流與電壓的關系”的實驗中，小明設計了如圖甲所示的電路圖。

（1）小明探究通過定值電阻的電流與其兩端電壓的關系。

①在連接實驗電路時，開關應____；

②實驗過程中，小明調(diào)節(jié)滑動變阻器使電壓表的示數(shù)為1V，記錄此時電流表的示數(shù)；接著他向____(選填“A”或“B”）端移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)增大為2V，記錄此時電流表的示數(shù)；繼續(xù)移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為3V，記錄此時電流表的示數(shù)。小明分析所測數(shù)據(jù)，得出結(jié)論：在電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比：

③此實驗中多次測量的目的與下面的________（選填“A”或“B”）實驗中多次測量的目的相同。

A．探究串聯(lián)電路的電壓規(guī)律 B．測量定值電阻的阻值

（2）如圖乙所示，小明將定值電阻換成額定電壓為2.5V的小燈泡，探究通過小燈泡的電流與其兩端電壓的關系。

①小明閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)光，但是電壓表的示數(shù)始終為0V。經(jīng)檢查后發(fā)現(xiàn)是電路中一根導線斷路，則發(fā)生斷路的導線是a、b、c、d中的____（填字母）：

②更換導線后，小明完成了三次實驗測量，并把數(shù)據(jù)填寫在表格中。其中第一次測量時，電流表的示數(shù)如圖丙所示，此時的電流為___________A；

③又進行了幾次實驗后，小明根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)，繪制出小燈泡的I-U圖象應與下圖中圖象____(選填“a”或“b”）相似。

次數(shù)

電壓U/V

電流I/A

1

1.5

2

2.0

0.28

3

2.5

0.30

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【題目】如圖甲所示的電路中，電源電壓保持不變，閉合開關S后，滑片P從b端移動到a端的過程中，電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I的關系圖像如圖乙所示，下列判斷正確的是

A. 電源電壓為4VB. R1電功率的最小值為0.4W

C. 電路總功率的最大值為2.4WD. R2的最大阻值為10Ω

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