【題目】小陽同學(xué)在科技月制作了一個多檔位電熱器模型。為了分析接入電路的電阻對電熱器的電功率的影響,他將電表接入電路中,其電路如圖所示,電源兩端電壓不變,R1=30。當(dāng)開關(guān) S 閉合,S1、S2 斷開時,電壓表示數(shù)為 U1,當(dāng) S、S1、S2 都閉合時,電壓表示數(shù)為 U1′,已知 U1∶U1′=3∶8;兩種狀態(tài)時,R2消耗的功率最大值P大和最小值 P小之比為4∶1;R3 的最小功率為 0.9W。請你幫小陽完成下列問題。
(1)計算電阻 R2 的阻值;
(2)計算電源兩端的電壓;
(3)計算這個電熱器模型中間兩個擋位的功率分別是多少。
【答案】(1)40 (2)24V(3)19.2W;57.6W
【解析】
(1)當(dāng)開關(guān)S閉合,S1、S2斷開時,R1、R2、R3串聯(lián)接入電路,電壓表測R1兩端的電壓,大小為U1;當(dāng) S、S1、S2 都閉合時,R1、R2、R3并聯(lián)接入電路,電壓表測R1兩端的電壓,大小等于電源電壓U1′,因串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以
可得,那么在串聯(lián)電路中的電流為
這個電流I也是兩種電路中最小的電流,在串聯(lián)電路中R2和R3的電功率最小,則
并聯(lián)電路中兩端的電壓最大,功率最大,則,因為
所以
可得
(2)在串聯(lián)電路中,總電阻等于各分電阻之和,那么
的最小功率
可得電源電壓
(3)根據(jù)電功率公式,當(dāng)最小時,即三個電阻并聯(lián)接在一起,電功率最大;當(dāng)最大時,即三個電阻串聯(lián)接在一起,電功率最;當(dāng)S、S1閉合、S2斷開時,只有接入電路,這時電熱器模型的功率為
當(dāng)S、S2閉合、S1斷開時,只有接入電路,這時電熱器模型的功率為
以上和就是這個電熱器模型中間兩個擋位的功率。
答:(1)電阻R2的阻值為;(2)電源兩端的電壓;(3)這個電熱器模型中間兩個擋位的功率分別是和。
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【題目】(1)在北方的冬天,人們?“暖氣”使手暖和,這是用_____的方法改變了人體的內(nèi)能,而在南方的冬天,人們常常通過“搓手”使手暖和,這是用_____的方法改變了人體的內(nèi)能。
(2)烈日炎炎的中午,小明赤腳走在沙灘上,感覺沙子燙腳,可是當(dāng)他走進(jìn)海水中時卻感覺海水很涼,這是因為在吸收相同的熱量時,由于_____的比熱大,溫度升高的_____的原因。
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【題目】小明利用如圖所示的電路測量小燈泡的電阻,已知電源電壓恒為4.5V 不變,小燈泡標(biāo)有2.5V字樣,他記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表所示,關(guān)于該實驗下列說法中不正確的是
電壓/V | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 |
電流/A | 0.10 | 0.16 | 0.20 | 0.23 | 0.25 | 0.27 |
電阻/Ω | 5.0 | 6.3 | 7.5 | 8.7 | 10.0 | 11.1 |
平均電阻/Ω | 8.1 |
A.滑動變阻器的最大阻值至少為50Ω
B.小燈泡正常發(fā)光時的電阻是10Ω
C.閉合開關(guān)后,滑動變阻器的功率可能為0.4W
D.表格設(shè)計中不能加平均電阻一欄
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【題目】在學(xué)習(xí)了密度的知識以后,小明和小輝兩位同學(xué)各自設(shè)計了實驗的方案測定鹽水的密度:
小明同學(xué)設(shè)計的方案 | 小輝同學(xué)設(shè)計的方案 | |
1 | 用電子天平稱出燒杯和鹽水的總質(zhì)量m1 | 用電子天平稱出空燒杯質(zhì)量m1 |
2 | 將一部分鹽水倒入量筒中,讀出示數(shù)V | 用電子天平稱出燒杯和鹽水的總質(zhì)量m2 |
3 | 再用電子天平稱出燒杯和剩余鹽水的總質(zhì)量m2 | 將鹽水全部倒入量筒中,讀出示數(shù)V |
4 | 鹽水的密度ρ=(m1- m2)/V | 鹽水密度的表達(dá)式是----- |
(1)小輝同學(xué)測出的鹽水密度表達(dá)式是:ρ=_______(用實驗中測出物理量的字母表示)。
(2)請判斷:小明的方案____,小輝的方案____(均選填“正確”或“錯誤”)。
(3)在這兩個方案測出的鹽水的密度值中,______同學(xué)的方案測出的結(jié)果更接近鹽水的真實值。
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【題目】如圖所示的裝置是我國古代勞動人民發(fā)明的提物工具——“差動滑輪”,俗稱“神仙葫蘆”。它的上半部分是由固定在一起的半徑分別為r和R的兩個齒輪組成, 能繞中心軸 O 轉(zhuǎn)動,下半部分是一個動滑輪。封閉的鏈條繞過滑輪,動滑輪下面懸掛著質(zhì)量為 M 的重物,已知 r:R=1:4。懸掛動滑輪的鏈條處于豎直狀態(tài),滑輪與鏈條的重力及軸 O 處的摩擦均忽略不計,F(xiàn)用大小為 F的拉力以速率 v 勻速拉動鏈條。則錯誤的判斷是( )
A.懸掛動滑輪的鏈條每根彈力大小都為
B.拉力F的大小為
C.重物上升的速率為
D.拉力F的功率為
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【題目】小明在探究“物質(zhì)的放熱能力與哪些因素有關(guān)”時,分別用質(zhì)量相等的水和另一種液體進(jìn)行了實驗,并用圖像對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理,如圖所示,實驗中,水和另一液體在相同的時間內(nèi)放出的熱量相等,分析圖像可知,____物質(zhì)為水 (選填“甲”或“乙”).另一種液體的比熱容為_____J/(kg·℃)。已知初溫為25℃的水質(zhì)量為1kg,吸收3.36×105J的熱量后,則水的溫度升高了_____℃(一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下)
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【題目】一輛車在平直的高速公路上勻速行駛1.8Km,此時轎車上的速度表顯示為90Km/h,在此過程中,若轎車發(fā)動機的功率為40kW,消耗汽油0.25kg.問:
(1)發(fā)動機所做有用功是多少?
(2)發(fā)動機的效率多大?(q汽油=4.6×107J/kg)
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【題目】如圖所示是小明在探究“電流與電壓關(guān)系”時所連接的實驗電路。
(1)電路中有一根導(dǎo)線連接錯了,請你在接錯的導(dǎo)線上打上“×”,再畫線把它改接到正確的位置上;
(____)
(2)實驗過程中,電壓表的示數(shù)分別取為0.5V、1.0V、1.5V、2.0V,由于小明沒有養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣,僅是把測得的相應(yīng)電流值隨手寫在了草稿紙上(如圖所示),請你根據(jù)實驗需求,幫助他在下方的虛線框內(nèi)設(shè)計一個實驗記錄表格,并把記錄在草稿紙上的電流值與上述電壓值分別對應(yīng)填入表格中
(____)
(3)請你在圖中的坐標(biāo)軸上標(biāo)出適當(dāng)?shù)臉?biāo)度,并在圖中描出各組數(shù)據(jù)對應(yīng)的點,然后將各點平滑地連接起來。
(____)
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【題目】如圖所示:兩端開口的試管的底部用薄膜封住,其內(nèi)部裝有適量的不同液體,將它分別放入水中,管內(nèi)外液面恰好相平,請你畫出薄膜的大致形狀.(ρ鹽水>ρ水>ρ酒精)
(_____)
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