【題目】在綜合實(shí)踐活動(dòng)中,科技小組設(shè)計(jì)了一個(gè)能反映水平風(fēng)力大小的裝置,如圖甲所示,電源電壓恒為16V,R0為定值電阻,L為額定電壓是2.5V的小燈泡,其IU關(guān)系的部分?jǐn)?shù)據(jù)如圖乙所示,AB為長(zhǎng)14cm、阻值為60Ω粗細(xì)均勻的電阻絲(電阻絲的阻值與長(zhǎng)度成正比),OP為質(zhì)量、電阻均不計(jì)的金屬細(xì)桿,下端連接一個(gè)重2N的圓球P,閉合開(kāi)關(guān)S,無(wú)風(fēng)時(shí),OP下垂并與A端接觸,此時(shí)電流表示數(shù)為0.2A;有風(fēng)時(shí),OP繞懸掛點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng),風(fēng)對(duì)球的作用力F方向始終水平向右,已知OA10cmOP始終與AB接觸良好且無(wú)摩擦;求:

1)電流表示數(shù)為0.2A時(shí),燈泡的電阻為多少Ω;

2)無(wú)風(fēng)時(shí)R0消耗的電功率;

3)為保護(hù)電路,允許風(fēng)對(duì)球施加的最大作用力。

【答案】(1)5Ω;(2)0.6W(3)1.4N。

【解析】

(1)由圖可知,燈泡、定值電阻R0和電阻絲串聯(lián);因串聯(lián)電路電流處處相等,所以,當(dāng)電流表示數(shù)為0.2A時(shí),通過(guò)燈泡的電流為0.2A,由圖乙可知此時(shí)燈泡兩端的電壓為1V,燈泡的電阻:

RL==5Ω

(2)無(wú)風(fēng)時(shí),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

根據(jù)串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和可得,R0兩端的電壓:

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

則此時(shí)R0消耗的電功率:

P0=U0I=3V×0.2A=0.6W;

(3) R0的阻值:

R0==15Ω,

由于燈泡的額定電壓為2.5V,則電路中最大電流等于燈泡正常工作時(shí)的電流,由圖乙可知最大電流為

I′=0.3A,

此時(shí)風(fēng)對(duì)球的壓力最大,OPO轉(zhuǎn)動(dòng)的角度最大,設(shè)此時(shí)OPAB的接觸點(diǎn)為C,則根據(jù)歐姆定律可得,R0兩端的電壓:

U0′=IR0=0.3A×15Ω=4.5V,

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以RBC兩端的電壓:

UBC=U-U-U0′=16V-2.5V-4.5V=9V

此時(shí)電阻絲連入電路的電阻:

RBC==30Ω,

由于電阻絲的電阻與電阻絲的長(zhǎng)度成正比,則:

BC=×AB=×14cm=7cm,

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

如圖所示:

OP視為一根杠桿,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

,

由于

OAC∽△ODP

根據(jù)相似三角形的知識(shí)可得:

,

F=×2N=1.4N。

答:(1)電流表示數(shù)為0.2A時(shí),燈泡的電阻為5Ω;

(2)無(wú)風(fēng)時(shí)R0消耗的電功率為0.6W

(3)為保護(hù)電路,允許風(fēng)對(duì)球施加的最大作用力為1.4N。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,為小華設(shè)計(jì)的探究電流與電阻關(guān)系的實(shí)物電路圖.(器材中有 3 個(gè)阻值不同的定值電阻)

1)連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)處于_______狀態(tài).

2)開(kāi)關(guān)閉合前,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)移至_______(選填AB)端.

3)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P,當(dāng)電壓表示數(shù)為 2V 時(shí),記下電流表示數(shù).當(dāng)更換第 2 個(gè)定值電阻后,電壓表示數(shù)如乙圖所示.為完成探究,她將滑動(dòng)變阻器的滑片P_______(選填)移動(dòng),直到完成第 2 次實(shí)驗(yàn).

4)探究完成后,可以得出的結(jié)論是_______________________

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如上圖所示,通過(guò) A、B兩個(gè)電路元件的電流與其兩端電壓的關(guān)系如圖所示。元件A的電 =_____ Ω,將A、B串聯(lián)后接入電路,當(dāng)電源電壓是 4.5V 時(shí),通過(guò)A的電流是______A; A、B并聯(lián)后接入電路,當(dāng)通過(guò) B 的電流為0.2A時(shí),A兩端的電壓是______V

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】探究“比較不同物質(zhì)的吸熱能力”時(shí),同學(xué)們用酒精燈同時(shí)開(kāi)始均勻加熱質(zhì)量和初溫都相等的沙子和水,裝置如圖.下列說(shuō)法正確的是( )

A.實(shí)驗(yàn)中,沙子吸熱升溫較快,說(shuō)明沙子吸熱能力較強(qiáng)

B.在本實(shí)驗(yàn)中,物體吸熱多少是由物質(zhì)的種類(lèi)決定的

C.實(shí)驗(yàn)中,將沙子和水加熱到相同溫度時(shí),它們吸收的熱量相同

D.實(shí)驗(yàn)中,加熱相同的時(shí)間,末溫低的物質(zhì)吸熱能力強(qiáng)

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】關(guān)于下圖所示的四個(gè)情景,下列說(shuō)法中正確的是

A.兩個(gè)底面削平的鉛塊緊壓在一起后能吊住重物,這是大氣壓的作用

B.抽去玻璃板后,兩瓶中的氣體逐漸混合,說(shuō)明瓶中氣體分子間存在斥力

C.金屬管裝有少量乙醚,迅速拉動(dòng)纏在金屬管外的皮繩,可使管內(nèi)的乙醚溫度升高

D.是內(nèi)燃機(jī)的做功沖程,此沖程中活塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)換化為燃?xì)獾膬?nèi)能

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖是兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)和四沖程汽油機(jī)的兩個(gè)沖程的示意圖。與汽油機(jī)做功沖程原理相同的是圖___所示的演示實(shí)驗(yàn):圖_______表示汽油機(jī)正處于壓縮沖程,若該汽油機(jī)每秒鐘完成60個(gè)沖程,則每秒它對(duì)外做功_______次。

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在“探究導(dǎo)體的電流與電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,提供的器材有:的定值電阻R,滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“10Ω 1A”,電流表,電壓表,電壓為3V的電源,開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線(xiàn)。

1)如圖1是小翔連接的實(shí)驗(yàn)電路,開(kāi)關(guān)閉合前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于最_______(選填“左”或“右”)端,接下來(lái)他閉合開(kāi)關(guān),將觀(guān)察到電流表示數(shù)為_______A,電壓表示數(shù)為_______V;

2)經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)圖1電路中有一根導(dǎo)線(xiàn)連接錯(cuò)誤,請(qǐng)?jiān)谶@根導(dǎo)線(xiàn)上打“×”,并畫(huà)出正確的導(dǎo)線(xiàn)連接;

__________

3)小翔改正錯(cuò)誤連接后,將的定值電阻接入電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。最終描繪的I-U圖線(xiàn)如圖2所示,由此可得出的結(jié)論是:在電阻一定時(shí),導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端電壓成______;其中數(shù)據(jù)點(diǎn)______不是由真實(shí)實(shí)驗(yàn)得到的,你判斷的理由是:__________________。

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】圖甲是探究通過(guò)導(dǎo)體的電流與電壓、電阻的關(guān)系的電路,電源電壓恒為3V。

1)探究電流與電壓的關(guān)系時(shí),應(yīng)保持_____不變(選填R1R2)。

2)探究電流與電阻的關(guān)系時(shí),當(dāng)R1的阻值是,電流表示數(shù)是1.0 A;要使電流表示數(shù)是0.5A,R1的阻值是____Ω;多次測(cè)量后,作出的I—R1圖像是圖乙中的____。

3)該同學(xué)為研究可變電阻功率的變化規(guī)律,他將R1換成阻值為的定值電阻,把R2換成阻值范圍是010Ω的電阻箱。實(shí)驗(yàn)中R2逐漸調(diào)大到10Ω,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表,當(dāng)R2消耗的功率最大時(shí),其電阻約為__________

ABCD

次數(shù)

1

2

3

4

5

6

R2

1

2

4

6

8

10

I/A

0.50

0.43

0.33

0.27

0.23

0.20

P2/W

0.25

0.37

0.44

0.44

0.24

0.40

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】小明和小華騎著自行車(chē)在放學(xué)回家的路上,小華看見(jiàn)紅燈亮起時(shí),小明遠(yuǎn)遠(yuǎn)的就停止蹬踏,讓車(chē)自由滑行,車(chē)恰好停在斑馬線(xiàn).小華想:車(chē)滑行的距離可能與哪些因素有關(guān)呢?經(jīng)過(guò)思考,她提出了如下的猜想:

猜想一:車(chē)滑行距離與車(chē)的質(zhì)量有關(guān)

猜想二:車(chē)滑行距離與車(chē)的初速度有關(guān)

如圖甲所示,為了驗(yàn)證上述猜想,他們?cè)诶蠋煹闹笇?dǎo)下,找來(lái)小車(chē)、鉤碼、刻度尺和速度采集器,按以下步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn):

a.在小車(chē)上加數(shù)量不同的鉤碼后,讓小車(chē)從斜面同一高度靜止滑下到水平面上,記下小車(chē)和鉤碼總質(zhì)量m、滑行距離s:

b.將小車(chē)從斜面的不同高度滑下,用速度采集器測(cè)得小車(chē)到水平面的初速度v,記下小車(chē)在水平面上的滑行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:

序號(hào)

1

2

3

4

5

6

7

8

總質(zhì)量m/kg

0.10

0.10

0.15

0.20

0.25

0.10

0.10

0.10

初速度v/m/s

0

0.1

0.1

0.1

0.1

0.15

0.2

0.25

滑行距離s/m

0

0.40

0.40

0.40

0.40

0.90

1.60

2.50

1)小華是依據(jù)機(jī)械能的有關(guān)知識(shí)提出猜想的,這個(gè)知識(shí)是______。 分析序號(hào)______的數(shù)據(jù),可得出猜想一是的___________ (選填正確錯(cuò)誤 .

2)由表格中選擇數(shù)據(jù),在圖描點(diǎn)畫(huà)出小車(chē)在水平面的滑行距離與初速度之間的關(guān)系圖線(xiàn):

______

由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,小車(chē)滑行距離s與初速度v的關(guān)系式為_______________

3)小明提出車(chē)滑行的距離可能還與地面的粗糙程度有關(guān),為了驗(yàn)證這一猜想,他們應(yīng)該在________(選填斜面水平面)墊上粗糙程度不同的玻璃、棉布和毛巾。當(dāng)小車(chē)在棉布表面滑行的過(guò)程中,小車(chē)克服摩擦力做功的功率________ 選填變大、變小不變)。

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同步練習(xí)冊(cè)答案