【題目】小欣同學(xué)在做“探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”實驗時,準(zhǔn)備以下器材:電源電壓為4.5V且保持不變,電流表(0~0.6A)、電壓表(0~3V)、滑動變阻器(20Ω 1A)、五個定值電阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、開關(guān)、導(dǎo)線若干。根據(jù)如圖的電路圖進(jìn)行實驗
(1)導(dǎo)線連接之前,開關(guān)S應(yīng)該_________(選填“斷開”、“閉合”);
(2)將電路連接正確后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn),原因可能是__________;
(3)探究電流與電壓的關(guān)系時,小欣通過調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P,測出通過定值電阻R的不同電流和對應(yīng)的電壓如下表所示。
實驗次數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
電壓U/V | 0.51 | 1.01 | 1.51 | 2.01 | 2.51 |
電流I/A | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 |
梁老師看到小欣的數(shù)據(jù)后說小欣的實驗操作中存在問題,并且其中有一組數(shù)據(jù)是錯誤的。小欣在實驗操作中存在的問題是_____。請你幫他分析出錯的是第_________次,原因是________________。去掉出錯的實驗數(shù)據(jù),分析可得到的結(jié)論是:當(dāng)電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成_________比
(4)接著小欣又探究電流與電阻的關(guān)系,他只更換定值電阻,其余連接均不變。其實驗步驟如下:
①在電路中接入阻值為5Ω的定值電阻,移動滑動變阻器的滑片,使得電壓表示數(shù)為U0=2V,記錄電流表示數(shù);
②斷開開關(guān),用10Ω的定值電阻替換5Ω的定值電阻再閉合開關(guān),他應(yīng)該將滑動變阻器的阻值_________(選填“調(diào)大”或“調(diào)小”)直到電壓表示數(shù)為U0,再記錄電流表示數(shù);
③斷開開關(guān),用15Ω的定值電阻替換10Ω的定值電阻再閉合開關(guān),他調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)始終不能調(diào)為U0。
為完成五次探究,小欣設(shè)計了如下三個調(diào)整方案,你認(rèn)為不可行的是(_____________)
A.如果只調(diào)整電壓表的示數(shù),則應(yīng)控制電壓表示數(shù)U0的范圍為2.5V~3V;
B.如果只更換滑動變阻器,則更換的滑動變阻器最大阻值不小于25Ω,最大電流不小于0.4A;
C.如果只更換電源,則更換的電源電壓范圍是2V-3.6V。
【答案】斷開 電阻R斷路 編造數(shù)據(jù) 1 電路中的最小電流大于0.1A 正 增大 B
【解析】
(1)[1]為保護(hù)電路,連接導(dǎo)線時,開關(guān)S應(yīng)該斷開;
(2)[2]由于電流表示數(shù)為0,說明電路可能斷路;電壓表有明顯偏轉(zhuǎn),說明示數(shù)接近電源電壓,即電壓表與電源連通,即與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的,與電壓表并聯(lián)的電阻R斷路;
(3)[3]探究電流與電壓的關(guān)系時,要控制電阻不變,由表中數(shù)據(jù),由歐姆定律知道,電阻是:
,
變阻器的最大電阻為20Ω,由電阻的串聯(lián)和歐姆定律知道,電路中的最小電流是:
,
所以,操作中存在的問題是編造數(shù)據(jù);
[4][5]由以上分析知道,出錯的是第1次,原因是電路中的最小電流大于0.1A;
[6]去掉出錯的實驗數(shù)據(jù)知道,電壓與電流之比為一定值,所以,分析可得到的結(jié)論是:當(dāng)電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比;
(4)[7]探究電流與電阻的關(guān)系,要控制電阻的電壓不變:
①在電路中接入阻值為5Ω的定值電阻,移動滑動變阻器的滑片,圖丙中電壓表選用小量程,分度值為0.1V,電壓表示數(shù)為1V,U0 =2V,記錄電流表示數(shù);
②根據(jù)串聯(lián)分壓原理知道,將定值電阻由5Ω改接成10Ω的電阻,電阻增大,其分得的電壓增大;探究電流與電阻的實驗中應(yīng)控制電壓不變,即應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律知道,應(yīng)增大滑動變阻器分得的電壓,由分壓原理,應(yīng)增大滑動變阻器連入電路中的電阻,直到電壓表示數(shù)為U0,再記錄電流表示數(shù);
[8] A.由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和分壓原理知道:
由此可知,當(dāng)電源電壓U、定值電阻的電壓UV 一定時,變阻器的電阻隨定值電阻的增大而增大;當(dāng)電阻為R定5 =25Ω時,所需滑動變阻器的阻值最大為R滑大 =20Ω,根據(jù)串聯(lián)電阻的規(guī)律知道,總電阻是:
R=R定5 +R滑大5 =25Ω+20Ω=45Ω,
此時電流中的電流是:
,
由歐姆定律,則此時電壓表的示數(shù)是:
U表 =IR定5 =0.1A×25Ω=2.5V,
即為應(yīng)控制a、b間的最小電壓為2.5V,最大電壓不超過3V,故A可行,不符合題意;
B.電源電壓為4.5V,電阻兩端電壓為2V,滑動變阻器分壓為2.5V,變阻器的電壓為定值電阻兩端電壓的1.25倍,根據(jù)分壓原理,變阻器的電阻為定值電阻的1.25倍,故則更換的滑動變阻器最大阻值不小于
25Ω×1.25=31.25Ω,
故B不可行,符合題意;
C.當(dāng)變阻器全部電阻20Ω連入電路時,此時對應(yīng)的定值電阻應(yīng)最大為25Ω,電源電壓最大,根據(jù)分壓原理,變阻器的電壓是:
,
所以最大電源電壓為2V+1.6V=3.6V,最小為2V,更換的電源電壓范圍是2V~3.6V,C可行,不符合題意。
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【題目】小明設(shè)計了一種停車位是否被占用的模擬提醒裝置:用指示燈L發(fā)光的亮和暗分別表示車位被占用和未被占用,車位被占用時控制開關(guān)S閉合,下列能實現(xiàn)此功能的電路是
A. B. C. D.
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【題目】某規(guī)格熱敏電阻的阻值隨環(huán)境溫度的變化如圖甲所示,如果設(shè)計一個通過電表示數(shù)反映熱敏電阻隨環(huán)境溫度變化的電路,要求溫度升高時電表示數(shù)減小,圖乙所示的電路中符合要求的可能是( )
A. B. C. D.
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【題目】焦耳等科學(xué)家運用多種方法、不同實驗,測出做功(W)和做功產(chǎn)生的熱(Q)兩者之間的比值關(guān)系。其中最經(jīng)典的是1847年焦耳設(shè)計的槳葉輪實驗。如圖甲,在一個裝滿水的絕熱桶里放入銅制的翼輪,多次用下落的重物帶動翼輪上的葉片轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)動的葉片與水摩擦,產(chǎn)生的熱使水的溫度升高。焦耳通過測量所掛重物的重力和重物下落的距離,計算出重物的重力做的功,即翼輪克服水的摩擦所做的功(W);測量絕熱桶中水升高的溫度,從而計算出水吸收的熱(Q)。
(1)焦耳做這個實驗的目的是_____。
(2)小柯利用刻度尺、溫度計、天平、雙層真空平底圓柱體保溫杯、水等器材,粗略測量做功和做功產(chǎn)生的熱之間的比值關(guān)系。具體方案是:
①用刻度尺測量空保溫杯內(nèi)部高度,記為h杯。
②用天平稱量一定質(zhì)量的水,記為m水,水的比熱容,記為c水,用溫度計測出水的溫度,記為t1。
③將水倒入保溫杯中,測量杯中水的高度,記為h水.計算出h杯﹣h水,這也就是杯中水下落的_____。
④在保溫杯蓋子上安裝一支分度值為0.1℃的溫度計(連接處密閉絕熱),蓋緊保溫杯,如圖乙。
⑤將保溫杯慢慢上、下翻轉(zhuǎn)多次(n次),計算出水的重力所做的功(W)。
⑥測出杯中水的溫度,記為t2,計算出水吸收的熱(Q)。
⑦根據(jù)⑤、⑥數(shù)據(jù),得出W、Q兩者的比值關(guān)系。
(3)用方案中測得的數(shù)據(jù)得到的W、Q兩者比值的關(guān)系式是_____。(用相關(guān)的符號表達(dá))
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【題目】如圖的電路中,已知只閉合S時,調(diào)節(jié)滑動變阻器,電壓表示數(shù)由0.5V變?yōu)?/span>1V時,電流表示數(shù)變化了0.05A:同時閉合S、S2,斷開S1時電流表示數(shù)為0.2A;同時閉合3個開關(guān),電壓表示數(shù)為3V。下列說法錯誤的是
A.R2的阻值為10Ω
B.只閉合S,電壓表示數(shù)由0.5V變?yōu)?/span>1V時,R2的功率變化了0.075W
C.若閉合S、S1斷開S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器使電壓表示數(shù)為2V,此時滑動變阻器功率為0.2W
D.若滑動變阻器的最大阻值為60Ω,通過調(diào)節(jié)滑動變阻器及開關(guān),電壓表的示數(shù)變化范圍為0.5V~3V
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【題目】如圖所示的電路中,電源兩端的電壓保持不變。閉合開關(guān)S,將滑動變阻器的滑片P向右移動,下列說法正確的是 ( )
A.電壓表V1與電壓表V2的示數(shù)之和保持不變
B.電壓表V2與電流表A的示數(shù)之比變大
C.電流表A的示數(shù)變小,電壓表V1的示數(shù)變大
D.電流表A的示數(shù)變大,電壓表V2的示數(shù)變大
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【題目】手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等常用充電電池作為電源,某手機(jī)電池銘牌如圖所示,觀察可知該電池的工作電壓是_____V,電池容量為2200mAh/8.14Wh字樣,此電池在充滿電時貯存的電能為_______J,若該手機(jī)在通話狀態(tài)時的工作功率為0.925W,則此時的工作電流為_____A,使用該手機(jī)充滿電一次能夠持續(xù)通話的時間約為___h,電池在充電過程中會發(fā)熱,是把電能轉(zhuǎn)化為_______。
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【題目】(8分)自動飲水機(jī)已經(jīng)普遍用于車站、學(xué)校等公共場所,它的簡化電路圖如圖所示, 電熱絲電阻分別為R1、R2,請根據(jù)說明書提供的信息計算(水的密度ρ水=1×103 kg/m3,水的比熱容C水=4.2×103 J/kg℃)
飲水機(jī)參數(shù) |
熱水溫度:≥90 ℃ |
熱膽容積:2 L |
額定功率:1000 W |
保溫功率:40 W |
額定電壓:220 V |
頻率:50 Hz |
(1)如果飲水機(jī)處在“加熱”狀態(tài)正常工作時,電熱絲所產(chǎn)生的熱量有80%被水吸收,飲水機(jī)的熱膽裝滿水,水溫由20℃加熱到90℃,需用多長時間?
(2)開關(guān)斷開時,飲水機(jī)處于 狀態(tài)(填“加熱”或“保溫”)。
(3)電阻絲R1的阻值。
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【題目】(1)如圖為四沖程汽油機(jī)工作過程中的示意圖,其中表示做功沖程的是____________;做功沖程是將____________能轉(zhuǎn)化為____________能。
(2)在壓縮沖程活塞運動的過程中,關(guān)于汽缸內(nèi)氣體,下列說法錯誤的是_________。
A.密度增大 B.分子熱運動加快 C.內(nèi)能減少 D.溫度升高
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