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在一次物理课外科技活动中,老师为活动小组的同学们提供了一个新型的电子器件,只知道...

在一次物理课外科技活动中,老师为活动小组的同学们提供了一个新型的电子器件,只知道该新型电子器件两端的电压与通过的电流的比值不是一个定值,老师要求活动小组的同学用如图(甲)所示的电路,探究通过新型电子器件的电流I与可控电源的电压U的关系.已知可控电源的电压在0~220V间可调,定值电阻R=20Ω,同学们在老师的指导下得到了如图(乙)所示的图象.
(1)请说出同学们在按老师给出的电路图正确连接好电路之后,得到该图象经过了哪些主要步骤?
(2)分别计算出图象中A、B、C三点处此电子器件的电阻,并指出该电子器件电阻的变化规律.(提示:应该分别从OA段、AB段、BC段来考虑电阻的变化)
(3)求:当电源电压U=110V时,新型电子器件的电功率和电源的输出功率.

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(1)读出多组可控电源的电压U和与之对应的电流表的示数I,并将测出的多组数据在I-U坐标系中描点,最后将各点连接即可. (2)通过图象可知可控电源电压在0V~80V、80V~160V、160V和220V时,电路中电流分别为1.0A和2.0A.根据欧姆定律和串联电路中的特点,可求出电子元件对应的阻值,即可知电阻变化的特点. (3)由图乙可以看出,当电源电压U=110 V时,电路中的电流I=1.0 A,因为电子器件与定值电阻R串联,所以电子器件上所加的电压U2=U-IR,则电子器件的电功率:P2=U2I,电源的输出功率利用P=UI即可求得. 【解析】 (1)由图可以看出,电子器件上所加的电压从0逐渐升高到220 V,读出多组可控电源的电压U和与之对应的电流表的示数I,建立I-U坐标系,并将测出的多组数据在I-U坐标系中描点,最后将各点连接得到图乙的I-U图象. (2)①当OA段电源电压在0V~80V时,电路中的电流为I′=1A, ∵U′=I′(R2′+R1), 即:80V=1A×(R2′+20Ω), ∴R2′=60Ω. ②AB段电压在80V~160V时,电路中的电流为I′=1A, ∵U′=I′(R2′+R1), 即:160V=1A×(R2′+20Ω), ∴R2′=140Ω. ③BC段当电压U″=220V时,电路中的电流为I″=2A, ∵U″=I″(R2″+R1), 即:220V=2A×(R2″+20Ω), ∴R2″=90Ω ∴图象中A、B、C三点处电子器件的电阻由60Ω增大到140Ω,再由140Ω减小到90Ω. (3)由图象可看出,当U=110V时,电路中的电流为I=1A, ∴定值电阻两端的电压: U1=IR=1×20V=20V, 电子元件两端的电压: U2=U-U1=110V-20V=90V, 该新型电子器件的电功率: P2=U2I=90V×1A=90W; 当可控电源电压U=110V时,电路中的电流为I=1A, 电源的输出功率P=UI=110V×1A=110W. 答:当电源电压U=110V时,新型电子器件的电功率为90W,电源的输出功率为110W.
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考点分析:
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时  间电能表示数/
4月6日上午8:00115.8
4月8日上午10:00116.3
(1)在小明外出这段时间里,他家的电视机消耗的电能是______kW•h.
(2)小明家电视机在待机状态下电功率是多少?
(3)据估计,我市电视机在待机状态下消耗的电能一年有近6000kW•h,令人惊醒.若小明家有1500W的电水壶一只、60W白炽灯2只、180W电冰箱一台,这些用电器平均每天工作2h,试通过计算说明这么多电能够小明家使用多少天?
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(4)随后,瑞瑞同学查阅了有关机械效率知识的资料,看到下表中的一组数据,请你找出这些机械设备效率的共同特点.
喷气发动机16%~24%
起重机40%~50%
汽油机22%~27%
柴油机28%~30%
抽水机60%~80%


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只利用上述器材能否完成A、B两个探究任务?如果你认为能,请继续回答下面①中的问题;如果你认为不能,则回答下面②中的问题.
①老师已经设计并连接好基本实验电路.
请你写出继续完成探究任务A.需要进行的主要实验操作和需要记录的测量数据:______,分析记录数据就得到导体电阻与横截面积的关系;
完成探究任务B需要进行的主要实验操作和需要记录的测量数据:______,分析记录数据就得到导体电阻与长度的关系.
②要求完成A、B两个探究任务,需要补充哪些器材?______
按你的要求补齐实验器材,老师已经设计并连接好基本实验电路,请你写出继续完成探究任务A需要进行的主要实验操作和需要记录的测量数据:______分析记录数据就得到导体电阻与横截面积的关系;完成探究任务B需要进行的主要实验操作和需要记录的测量数据:______,分析记录数据就得到导体电阻与长度的关系.
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小刘在帮爸爸用水枪喷水洗车时,发现当水枪朝向角度不同或水喷出的速度不同时,水射出的水平距离是不同的.由此,他进行了以下探究(如图所示),相应的数据记录如表一、表二:
表一:
水枪与水平线夹角水射出的水平距离/m
10°0.5
30°1.3
45°1.5
60°1.3
80°0.5
表二:
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(2)由表一,进行探究一时,应保持______不变.
得到结论是:______
(3)由表二,进行探究二时,应保持______不变.
得到结论是:______
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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