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某科技小组的同学们设计制作了一个多档位电热器模型,为了分析接入电路的电阻对电热器...

某科技小组的同学们设计制作了一个多档位电热器模型,为了分析接入电路的电阻对电热器电功率的影响,他们将电表接入电路中,如图所示.当只闭合开关S1时,电压表和电流表的示数分别为U1和I1,电阻R3消耗的电功率为P3;当只闭合开关S2时,电压表和电流表的示数分别为U2和I2,电阻R3消耗的电功率为P3′,并测得此时R2消耗的电功率的电功率为1.6W,已知U2=2U1,P3=4P3′,(电源电压、电阻保持不变)要求:
(1)计算出电流I1与I2的比值.
(2)计算出电阻R1与R2的比值.
(3)通过测量与分析发现:当开关S1、S2、S3都闭合时,电路消耗的电功率为最大,请你计算出这个电功率.

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(1)当只闭合开关S1时,R1与R3串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路总电流,电阻R3消耗的电功率为P3=I12R3,当只闭合开关S2时,R2与R3串联,电阻R3消耗的电功率为P′3=I22R3,已知两功率之比,可求电流I1与I2的比值. (2)根据欧姆定律可知,I1=,I2=,已知电流之比和电压之比,可求电阻R1与R2的比值. (3)当开关S1、S2、S3都闭合时,电阻R1与R2并联,R3被短路,根据公式 P=可求电功率,电源电压根据欧姆定律可求出表达式,再利用电阻R1与R2的关系和电流I1与I2的比值的关系求出电源电压. 【解析】 (1)电阻R3消耗的电功率之比==, 得=, 所以电流I1与I2的比值=. 答:电流I1与I2的比值为2:1. (2)电阻R1与R2的比值====. 答:电阻R1与R2的比值为1:4. (3)设电源电压为U, 当只闭合开关S1时U=I1R1+I1R3, 当只闭合开关S2时U=I2R2+I2R3, 所以I1R1+I1R3=I2R2+I2R3, 因为电流I1与I2的比值为2:1,电阻R1与R2的比值为1:4, 所以I2R3=I2R2, 所以电源电压U=I2R2+I2R2=I2R2, 电路消耗的总功率P=+=+=I22R2×+=×1.6W×4+×1.6W=18W. 答:电路消耗的电功率为18W.
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考点分析:
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我国某颗返回卫星约是一边长为2m的封闭式正方体,其总质量为1.0×104㎏.回收时,落回预定水域的10m深处,假设用如图所示的打捞船上的装置匀速吊起,从卫星的上表面露出水面到下表面刚好离开水面的过程中,卫星受到的浮力是变化的,我们可以用一个恒力来代替,这个恒力的大小等于卫星受到的最大浮力的1/2,不计
绳重和绳在水中受到的浮力,以及绳与滑轮间的摩擦.(g取10N/㎏,ρ=1.0×103㎏/m3
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如图是小兰同学在“测量小灯泡的电功率”的实验中所连接的实物图.灯泡
的额定电压是2.5V,电阻约9Ω,滑动变阻器阻标有“20Ω  1A”字样:
(1)把电压表正确连入电路
(2)在开关闭合前,应将滑片P放在______端.(选填“A”或“B”)
(3)小兰合理地连接好电路,闭合开关,无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮.小兰分析产生故障的原因可能是:①小灯泡灯丝断了;②小灯泡短路;③滑动变阻器开路.(电流表、电压表均无故障)
请你依据表一中电流表、电压表示数可能出现的几种情况,帮小兰判断故障原因,并将其序号填写在表一对应的空格里.
表一:
电流表电压表故障原因
示数不为0示数为0
示数为0示数不为0
(4)排除故障后,小兰调节变阻器滑片的位置,使小灯泡两端电压分别为2V、2.5V、2.8V,依次测出通过小灯泡的电流,并观察发光情况,记录在表二中.当小灯泡正常发光时,电流表示数如图所示,此时小灯泡电阻是______Ω.小灯泡的额定功率是______W.(计算结果保留两位小数)
表二:
U/VI/AR/Ω灯泡亮度
20.258
2.5
2.80.329很亮
(5)请你根据实验中小灯泡两端电压分别为2V、2.5V、2.8V时灯泡的发光情况和电阻大小,提出一个合理的猜想:______
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某同学学习了燃料的热值后,自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系.他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置,并每隔1分钟记录了杯中水的温度(见下表).
加热的时间/min123456
甲杯水温/℃25272932343638
乙杯水温/℃25262728293031
(1)在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是(在甲图中):先调整固定    的位置,再调整固定    的位置(选填“A”或“B”).
(2)为保证实验结论的可靠性,实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的       
(3)通过表中记录本的数据,你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是   
(4)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量,并根据记录的数据,利用公式Q=cm(t-t)计算出了水吸收的热量,他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值.你认为他的计算结果可靠吗?    ,为什么?   
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在做“探究凸透镜成像规律”实验时,实验桌上有两个凸透镜,规格如图表所示,光具座上标尺的刻度范围是0~90cm.实验中选用    凸透镜,较好(选填“甲”或“乙”).选好器材后,依次将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上的A、O、B位置,在光屏上得到清晰的烛焰的像,如图所示:
序号直径焦距
5厘米30厘米
4厘米10厘米
(1)应将凸透镜向    移动(选填“上”或“下”),可以使烛焰的像清晰地成在光屏的中央,此时所成的像是倒立、    的实像,应用在    上.
(2)调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上,将蜡烛向远离凸透镜方向移动一段距离,调整光屏位置得到一个清晰的像,这个像与原来相比将    (选取填“变大”、“变小”或“不变”).
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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