以下是某班开展“制作模拟调光灯”综合实践活动的片段.根据题意回答有关问题.
实验器材:学生电源(电压限取6V档)、规格为“2.5V 0.25A”的小灯泡、规格为“20Ω 2A”的滑动变阻器、开关和若干导线,另有各种规格的定值电阻可供任意选用(均标注电阻值和允许通过的最大电流值).
制作要求:亮度可连续调节;在调光的整个过程中,灯两端的电压不超过2.5V.
活动过程:
(1)计算出小灯泡正常发光时的电阻为______.
(2)小欢同学按图甲设计了电路.不少同学认为该调光灯电路不符合制作要求.请你指出不符合要求之处:______.
(3)小林同学认为:可在小欢的电路中再串联一只规格合适的定值电阻R
(图乙)就能符合要求.请你根据题意和有关计算,确定R
的规格.
(4)还有同学提出另一种改进方案:如果不串联定值电阻,可以在滑动变阻器的适当位置上做标记(或加一个限位装置)限制它的调节范围,也能符合要求.请你说明,还需增加什么电学器材,这个改进方案才能实施;并说明,如何运用增加电学器材来达到你的目的.
考点分析:
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新建的广场喷泉引起了同学们的好奇:喷水时,“泉水”中央有一颗硕大的石球不停地翻滚.这是怎么回事?同学们有种种猜测.小玲联想所学知识,意识到这个问题可能跟“流体压强与流速的关系”等方面的知识有关,她与同学们反复讨论,设计了一个模拟实验并获得了成功,如图(a)为实验情景.
实验器材:圆珠笔杆、乒乓球、软管、自来水等.
实验步骤:
1.取圆珠笔杆作为喷管,通过软管接于自来水龙头上;打开龙头,自来水从笔杆尖端竖直向上喷出水束.
2.将乒乓球放到水束上方,观察乒乓球的情况.
观察结果:多次实验表明,乒乓球能稳定在水束上方旋转.
分析讨论:
(1)球能稳定在水束上方某一位置,是因为它在竖直方向受到______作用的缘故;球在水束上方旋转,是由于水对球左右两侧向上的推力不相等所造成的,从图(b)中球的旋转情况看,此时水束对球左侧向上的推力______右侧(选填“大于”或“小于”);根据你的思考,在多次实验中,每次乒乓球旋转的方向______(选填“一定相同”、“一定不同”或“不一定相同”).
(2)如图(b),水束略偏左,球为什么没有向右远离而下落呢?这是因为,左侧水的流速______右侧水的流速,导致左侧水的压强______右侧水的压强(选填“大于”、“等于”或“小于”)使球在水平方向能维持平衡.
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运用图(a)测量小灯泡功率,小灯泡标有“2.5V”字样.
(1)在图(a)上补画导线,使其成为完整的实验电路.要求:滑动变阻器的滑片P向右滑动时灯泡变亮.
(2)连接电路前,开关应______;当确认电路连接正确,准备合上开关时,应将变阻器的滑片P移到______端(填“左”或“右”).
(3)为测量灯泡的额定功率,应调节______,并同时注意观察______;当确认灯泡正常发光时,电流表的示数如图(b),其读数为______,该灯泡的额定功率是______.
(4)下表为另一小组的实验记录(该小组所用灯泡的额定电压为3.8V):
实验序号 | 电压(V) | 电流(A) | 电功率(W) | 额定功率(W) |
1 | 3.0 | 0.24 | 0.72 | 1.13 |
2 | 3.8 | 0.30 | 1.14 |
3 | 4.5 | 0.34 | 1.53 |
由上表可知,该小组的错误是:______.
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在“测滑轮组机械效率”的实验中,小华按正确方法操作,如图是他实验中的情景,下表是他记录的一组数据.
钩码总重G(N) | 钩码上升高度h(m) | 测力计拉力F(N) | 测力计移动距离s(m) |
2 | 0.05 | 0.4 | 0.15 |
(1)由表中数据可计算出,滑轮组对钩码做的有用功为______J.
(2)对以上两个计算结果进行比较,其不合理之处是______;结合测力计放大图,可知小华的错误是______.
(3)在该次实验中,所测滑轮组的机械效率等于______.
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如图,为使螺线管上方的小磁针在图示位置处于静止,请根据所标电流(I)的方向,画出螺线管的绕法,并在螺线管外部的磁感线上画箭头表示它的方向.
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如图,请在两幅图上分别作出入射光线、出射光线.
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