【題目】在物理課外實驗探究活動中,某小組設(shè)計了一個能反映水平風(fēng)力大小的裝置,如圖甲所示,電源電壓恒定為 16V,R0 為定值電阻,L 為額定電壓是 2.5V 的小燈泡, I-U 關(guān)系的部分?jǐn)?shù)據(jù)如圖乙所示,AB 為長 14cm、阻值 60Ω粗細(xì)均勻的電阻絲(電阻絲的阻值與長度成正比),OP 為質(zhì)量、電阻均不計的金屬細(xì)桿,下端連接一個重 2N 的圓球 P。閉合開關(guān) S,無風(fēng)時,OP 下垂并與 A 端接觸,此時電流表示數(shù)為 0.2A;有風(fēng)時,OP 繞懸掛點 O 轉(zhuǎn)動,風(fēng)對球的作用力 F 方向始終水平向右,已知 OA 10cm,OP 始終與 AB 接觸良好且摩擦忽略不計。求:

(1)電流表示數(shù)為 0.2A 時,燈泡的電阻為多少?

(2)無風(fēng)時 R0 消耗的電功率?

(3)有風(fēng)時,為防止燈泡燒壞(其兩端電壓不超過額定電壓),允許風(fēng)對球施加的最 大作用力為多少?(OP 可看做以 O 為支點的杠桿)

【答案】(1) 5Ω; (2) 0.6W ;(3) 1.4N

【解析】

(1)由電路圖可知,燈泡L、定值電阻R0和電阻絲串聯(lián),電流表測電路中的電流,當(dāng)電流表示數(shù)為0.2A時,由圖乙可知此時燈泡兩端的電壓為1V,

所以燈泡的電阻

RL===5Ω

(2)無風(fēng)時,OP下垂并與A端接觸,電阻絲接入阻值最大為60Ω,電阻絲兩端的電壓

UAB=IRAB=0.2A×60Ω=12V

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,

所以,R0兩端的電壓:

U0=U-UL-UAB=16V-1V-12V=3V

則此時R0消耗的電功率:

P0=U0I=3V×0.2A=0.6W

(3)R0的阻值:

R0===15Ω

為防止燈泡燒壞,燈泡兩端的電壓UL=2.5V,由圖乙可知,電路的最大電流I′=0.3A,此時風(fēng)對球的壓力最大,OPO轉(zhuǎn)動的角度最大,設(shè)此時OPAB的接觸點為C


R0兩端的電壓

U0′=I′R0=0.3A×15Ω=4.5V

RBC兩端的電壓

UBC=U-UL-U0′=16V-2.5V-4.5V=9V

此時電阻絲連入電路的電阻

RBC==30Ω

即電阻絲AB接入電路中的最小阻值為30Ω;

因電阻絲的電阻與電阻絲的長度成正比,

所以

BC=×AB=×14cm=7cm

AC=AB-BC=14cm-7cm=7cm

如圖,把OP視為杠桿,F的力臂為OD,G的力臂等于PD,

根據(jù)杠桿平衡條件可得

F×OD=G×PD

根據(jù)相似三角形的知識可得

所以

F=×G=×2N=1.4N

答:(1)電流表示數(shù)為0.2A時,燈泡的電阻為;

(2)無風(fēng)時R0消耗的電功率為0.6W

(3) 為防止燈泡燒壞,允許風(fēng)對球施加的最大作用力為1.4N。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】圖甲是一家用電暖器,有低溫、中溫、高溫三檔,銘牌見下表(高溫檔功率模糊不清);圖乙為其簡化的電路原理圖,S是自我保護開關(guān),電暖器跌倒時,S自動斷開,切斷電源,保證安全.閉合S1低溫檔.若某房間室內(nèi)空氣質(zhì)量為60kg,空氣的比熱容為1.1×103J/kg℃),電暖器放出熱量的50%被室內(nèi)空氣吸收,該電暖器的高溫檔正常工作20min,求:

(1)“低溫”檔正常工作時的電阻;

(2)“高溫”檔正常工作時的總電流;

(3)此房間內(nèi)空氣溫度升高的度數(shù)。

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在繩子的自由端掛上70N的物體B,物體A浸沒水中,AB處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)在B下面再掛上20N的物體時,物體A有二分之一的體積露出水面后又靜止。已知物體A的質(zhì)量為20kg,g10N/kg,不計繩重和摩擦,則下列計算結(jié)果不正確的是(  )

A.物體A的體積是8×10-3m

B.物體A的密度是2.5×103kg/m3

C.物體A浸沒在水中時受到的浮力是80N

D.動滑輪的質(zhì)量是4kg

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】超聲波加濕器通電工作時,霧化片產(chǎn)生每秒170萬次的高頻率振動,將水拋離水面霧化成大量lμm~5μm的超微粒子(水霧),吹散到空氣中使空氣濕潤,改變空氣的濕度。圖甲所示是某型號超聲波加濕器,下表為其部分技術(shù)參數(shù).其中額定加濕量是指加濕器正常工作1h霧化水的體積;循環(huán)風(fēng)量是指加濕器正常工作1h通過風(fēng)扇的空氣體積;加濕效率是指實際加濕量和實際輸入功率的比值。

額定加濕量Q

15L/h

額定電壓U

220V

額定功率P

660W

水箱容量V

30L

加濕效率k

1.2×10-2L/hW

(1)加濕器正常工作時電流為多少A?加滿水后最多能加濕多少h?

(2)在沒有其他用電器接入電路的情況下,加濕器工作30min,標(biāo)有“300imp/kW·h”的電能表指示燈閃爍了720次,此過程中加濕器的實際功率多少W?加濕器的加濕量Q至少為多少L/h?

(3)超聲波內(nèi)部有一個濕度監(jiān)測裝置,利用濕敏電阻可實現(xiàn)對環(huán)境濕度的精確測量,圖乙中為該濕度監(jiān)測裝置的電路圖,已知電源電壓為24V,定值電阻R的阻值為120Ω,電流表的量程為0-100mA,電壓表的量程為0-15V,濕敏電阻的阻值R隨濕度R0變化的關(guān)系圖線如圖丙所示,請你根據(jù)該電路計算濕度監(jiān)測裝置能夠測量的濕度范圍。

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】在自然災(zāi)害中輸電線路容易出現(xiàn)故障,科技小組的同學(xué)通過實驗探究來體驗判斷故障類型和位置的方法。他們用AB、CD兩根長為L的長直電阻絲模擬輸電線,在電阻絲的左右兩側(cè)可以安裝檢測電路,電阻絲單位長度的阻值為r。如圖1所示,在左側(cè)安裝檢測電路,其中R0為保護電阻,右側(cè)用導(dǎo)線連接。線路無故障時,電壓表V1示數(shù)為U,電流表示數(shù)為I.

(1)若檢測電路中電流表示數(shù)為0,電壓表V1示數(shù)為U,表明輸電線故障為______

(2)若檢測電路中電流表示數(shù)大于I,電壓表V1示數(shù)為U,表明輸電線可能出現(xiàn)短路或形成間隙電阻。如圖2所示,小組在AB、CD之間某處連接一根導(dǎo)線模擬輸電線短路,或在另一處連接未知電阻Rx模擬輸電線之間形成間隙電阻,在右側(cè)連接電壓表V2。若輸電線短路,則電壓表V2示數(shù)為______;若輸電線之間形成間隙電阻,則表V2電壓______V1電壓。

(3)若輸電線的故障是短路,電流表的示數(shù)為I1,電壓表V1的示數(shù)為U,則故障處與A端的距離為_________(用r、I1U、R0表示)

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】小剛為比較甲、乙兩種液體的吸熱本領(lǐng),組裝了如圖所示的裝置。

(1)在設(shè)計實驗方案時,需要確定以下控制的變量,你認(rèn)為多余的是____

A. 采用完全相同的加熱方式

B. 盛放兩種液體的容器相同

C. 取相同質(zhì)量的液體A和另一種液體B

D. 酒精燈里所加酒精量相同

(2)實驗過程中,小剛通過______________來反映這兩種液體吸收的熱量,物理學(xué)中這種研究問題的方法稱為______________法。

(3)實驗后,小剛發(fā)現(xiàn)兩液體溫度都升高20℃時,甲液體需加熱10min,乙液體需加熱5min。經(jīng)過分析,他認(rèn)為本實驗的初步結(jié)論為:不同物質(zhì)的吸熱能力____________(選填“相同”或“不同”);甲、乙兩液體中_______________液體的吸熱本領(lǐng)較強。物理學(xué)中,為了反映這種不同,引入了比熱容這個概念。

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】如圖是檢測酒精濃度的測試儀原理圖,圖中電源電壓恒定為8V,R1為定值電阻酒精氣體傳感器R2的阻值隨酒精氣體濃度的增大而減小。當(dāng)酒精濃度為0,R2=60Ω,此時電壓表示數(shù)為2V。以下說法錯誤的是

A. 若酒精氣體濃度越大,電壓表和電流表示數(shù)都越大

B. 定值電阻R1的阻值為20Ω

C. 酒精濃度為0,電路消耗的總功率為0.6W

D. 若電流表示數(shù)達到0.2A表示酒駕,此時R2消耗的電功率為0.8W

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,用一個與毛皮摩擦過的橡膠棒觸碰驗電器的金屬球,觀察到下方的金屬鉑片張開請回答:

(1)驗電器金屬箔片帶正電還是負(fù)電;

(2)驗電器金屬箔片張開的原因是什么;

(3)從橡膠棒觸碰驗電器到箔片張開的瞬間,所形成的電流方向是從橡膠棒到金屬箔片還是從金屬箔片到橡膠棒?

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【題目】如圖,水平桌面上放有一薄壁柱形容器,容器底面積為0.03m2,容器中裝有水,質(zhì)量為0.25kg、體積為1×10-3m3的正方體木塊漂浮在水面上。現(xiàn)將細(xì)繩的一端繞過定滑輪后固定在木塊下表面,并用豎直向上的拉力F緩慢勻速拉動細(xì)繩另一端,使木塊從漂浮狀態(tài)逐漸浸沒入水中,木塊不接觸滑輪。不計摩擦與水的阻力,忽略繩重與體積的影響,g10N/kg。求:

1)木塊漂浮時受到的浮力;

2)若水深為0.3m,則容器底受到的水的壓強;

3)拉力F的最大值;

4)木塊從漂浮到被細(xì)繩拉到完全浸沒,容器底部受到水的壓強的變化量。

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