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題目列表(包括答案和解析)

有一個(gè)標(biāo)有“12V、24W”的燈泡,為了測定它在不同電壓下的實(shí)際功率和額定電壓下的功率,需測定燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流,現(xiàn)有如下器材:
A.直流電源15V(內(nèi)阻可不計(jì))
B.直流電流表0~0.6A~3A(內(nèi)阻0.5Ω、0.1Ω)
C.直流電流表0~300mA(內(nèi)阻約5Ω)
D.直流電壓表0~3V~15V(內(nèi)阻約3kΩ、15kΩ)
E.直流電壓表0~25V(內(nèi)阻約200kΩ)
F.滑動(dòng)變阻器10Ω、5A
G.滑動(dòng)變阻器1kΩ、3A
(1)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上已放置開關(guān)、導(dǎo)線若干及燈泡,為了完成實(shí)驗(yàn)需要從上述器材中再選用
ABDF
ABDF
(用序號(hào)字母表示).
(2)在相應(yīng)方框內(nèi)畫出最合理的實(shí)驗(yàn)原理圖.
(3)若測得燈絲電阻R隨燈泡兩端電壓變化關(guān)系的圖線如圖11所示,由 這條曲線可得出:正常發(fā)光條件下,燈絲消耗的電功率是
23.2W
23.2W
;如果燈絲電阻與(t+273)的大小成正比,其中t為燈絲攝氏溫度值,室溫t=27℃,則正常發(fā)光時(shí)燈絲的溫度是
1587
1587
℃.

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理論推證表明,取離星球中心無窮遠(yuǎn)處為引力勢能的零勢點(diǎn)時(shí),以物體在距離星球中心為r處的引力勢能可表示為:Ep=-G
Mm
r
.G為萬有引力常數(shù),M、m表示星球與物體的質(zhì)量,而萬有引力做的功等于引力勢能的減少量.
現(xiàn)已知月球質(zhì)量為M、半徑為R,探月飛船的總質(zhì)量為m.月球表面的重力加速度為g,萬有引力常數(shù)G.要將探月飛船從月球表面發(fā)送到離月球表面高度為H的環(huán)月軌道消耗的能量至少為E.
阿聰同學(xué)提出了一種計(jì)算此能量E的方法:消耗的能量由兩部分組成,一部分是克服萬有引力做的功W(等于引力勢能的增加量);另一部分是飛船獲得的動(dòng)能EK=
1
2
mv2(v為飛船在環(huán)月軌道上運(yùn)行的線速度),最后算出:E=
1
2
mv2+W,請根據(jù)阿聰同學(xué)的思路算出最后的結(jié)果(不計(jì)飛船質(zhì)量的變化及其他天體的引力和月球的自轉(zhuǎn)等影響).

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有一根細(xì)而均勻的導(dǎo)電材料樣品(如圖1a所示),截面為同心圓環(huán)(如圖1b所示),此樣品長約為3cm,電阻約為100Ω,已知這種材料的電阻率為ρ,因該樣品的內(nèi)徑太小,無法直接測量.現(xiàn)提供以下實(shí)驗(yàn)器材:
A.20等分刻度的游標(biāo)卡尺
B.螺旋測微器
C.電流表A1(量程50mA,已知內(nèi)阻r1=100Ω)
D.電流表A2(量程100mA,內(nèi)阻r2大約為40Ω)
E.電流表A3(量程3A,內(nèi)阻r3大約為0.1Ω)
F.滑動(dòng)變阻器R(0~10Ω,額定電流2A)
G.直流電源E(12V,內(nèi)阻不計(jì))
H.導(dǎo)電材料樣品Rx(長L約為3cm,電阻Rx約為100Ω)
I.開關(guān)一只,導(dǎo)線若干
請根據(jù)上述器材設(shè)計(jì)一個(gè)盡可能精確地測量該樣品內(nèi)徑d的實(shí)驗(yàn)方案,回答下列問題:
(1)用游標(biāo)卡尺測得該樣品的長度如圖2甲所示,其示數(shù)L=
3.235
3.235
cm;用螺旋測微器測得該樣品的外徑如圖2乙所示,其示數(shù)D=
3.250
3.250
mm.
(2)請選擇合適的儀器,在方框(圖3)中畫出最佳實(shí)驗(yàn)電路圖,并標(biāo)明所選器材的字母代號(hào).
(3)用已知物理量的符號(hào)和測量量的符號(hào)來表示樣品的內(nèi)徑d,即d=
D2-
4ρL(I2-I1)
πI1r1
D2-
4ρL(I2-I1)
πI1r1

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有三只小燈泡,規(guī)格分別為L1:“3V 1.8W”;“3V  3W”;“6V  2.4W”,另有E=6V穩(wěn)壓電源一臺(tái),若干只不同阻值的定值電阻,一只開關(guān)和若干導(dǎo)線,現(xiàn)用該電源同時(shí)對三只小燈泡供電,使它們均正常發(fā)光,請畫出兩種供電線路圖(每次只選用一只定值電阻),指出所選用電阻的阻值,并說明哪個(gè)電路更合理.

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有一個(gè)同學(xué)經(jīng)過思考,認(rèn)為驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置(如圖所示)也可以用來驗(yàn)證動(dòng)能定理.其實(shí)驗(yàn)過程為:A、測出小車的質(zhì)量M;B、平衡摩擦力;C、測出小桶和砂的質(zhì)量m;D、安裝好實(shí)驗(yàn)裝置,接通頻率為50Hz的低壓交流電源,放開小車,讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打好點(diǎn)后取下紙帶并作好標(biāo)記;E、改變小車或者小桶的質(zhì)量,再做幾次實(shí)驗(yàn).
(1)當(dāng)小車的質(zhì)量M=900g,小桶和砂的質(zhì)量m=110g時(shí),打出的紙帶的某一段如下圖所示(長度單位為cm),圖中各點(diǎn)為每10個(gè)打點(diǎn)選出的計(jì)數(shù)點(diǎn)(兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有9個(gè)打點(diǎn)未標(biāo)出).從計(jì)數(shù)點(diǎn)A到計(jì)數(shù)點(diǎn)E,小桶和砂的重力所做的功W=
1.294
1.294
J;小車動(dòng)能的增量△Ek=
1.08
1.08
J.(g 取9.8m/s2
(2)如果實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)值計(jì)算的過程都正確無誤,但實(shí)驗(yàn)結(jié)果W和△Ek在誤差允許范圍內(nèi)總是不相等,你認(rèn)為主要原因是:
小車受到的拉力不等于小桶和砂的重力
小車受到的拉力不等于小桶和砂的重力

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