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小阳家装饰了一串小彩灯,接入家庭电路后发出五颜六色的光彩。小阳看到小彩灯共33个...

小阳家装饰了一串小彩灯,接入家庭电路后发出五颜六色的光彩。小阳看到小彩灯共33个,并确定它们之间是串联的。过了一段时间,小阳看到其中一盏灯不亮了,其他彩灯继续发光,这种现象与所学的串联电路的知识不相符。他认真对小彩灯进行研究,看到小彩灯的结构如图所示,在灯丝的下方有一根细金属丝。查阅了相关资料知道:这根细金属丝与灯丝并联,在正常情况下,细金属丝由于表面有氧化铜与导电支架绝缘,电流只能从灯丝通过。当小彩灯灯丝烧断瞬间,细金属丝两端电压很高,此时表面氧化铜被击穿,金属丝与导电支架导通,保证串联电路仍为通路,其他小彩灯继续发光。每个小彩灯标有8V 0.5A,细金属丝通电后的阻值是10Ω。若小彩灯灯丝电阻不随温度改变,家庭电路的电压是220V,计算过程与结果保留两位小数,求:

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当每一盏灯都发光时,每盏灯消耗的电功率;

当其中一盏灯的灯丝断的瞬间,这盏灯两端的电压;

这盏灯金属丝接入电路后,其他彩灯可以发光,每盏灯消耗的电功率;

这串小彩灯有多少盏灯的灯丝断了,整串灯的电流将超过0.5A?(6分)

 

⑴ 2.78W ⑵ 220V ⑶ 2.84W ⑷ 15 【解析】 试题分析: 【解析】 各个彩灯之间是串联的 (1)每个彩灯的灯丝电阻R0=U额定/I额定=8V/0.5A =16Ω 接在家庭电路的总电压是U=220V,每盏彩灯两端的电压为:U0=U/33=220V/33 每盏彩灯的实际电功率为P0=U02/R0=(220V/33)2/16Ω≈2.78W (2)当一盏彩灯灯丝断了,电路为断路,电源电压加在这个彩灯上,这个彩灯两端的电压是220V (3)当一盏彩灯不亮时,整个电路由32盏彩灯和一段金属丝串联, 总电阻为R=32R0+R金属丝=32×16Ω+10Ω=522Ω 总电流为I/=U/R =220V/522Ω=110A/261 每盏灯的电功率为P0′=I′2·R0 =(110A/261)2×16Ω≈2.84W (4)设当有n盏彩灯灯丝断了,总电流等于0.5A 总电阻R′=(33-n)R0+nR金属丝=33R0-n(R0-R金属丝) 总电流I//=U/R/=220V/[33 R0-n(R0-R金属丝)]=220V/[33×16Ω-n(16Ω-10Ω)]=0.5A 解出n≈14.67 有15盏灯的灯丝断了,整串灯的电流将超过0.5A 考点:电路的分析;电阻的串并联;欧姆定律;电功率  
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考点分析:
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实验桌上有如下器材:足量的水、量杯、系有细线的3个体积不同的不溶于水的物体(其密度均大于水的密度,且物体能放入量杯中)、弹簧测力计。请利用上述器材设计实验证明:液体的密度保持不变时,物体浸入液体所受到的浮力与物体排开液体的体积成正比。要求:(1)写出实验步骤;(2)画出实验数据记录表格。

 

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小阳为了测量某金属块的密度,他找来一根均匀的直硬棒,用细线系在O点吊起,硬棒在水平位置平衡,然后将金属块B挂在硬棒左端C处,另外找一个重物A挂在硬棒右端,调节重物A的位置,使硬棒在水平位置平衡,此时重物A挂在硬棒上的位置为E,如图所示。下面是小阳测出金属块B密度的部分实验步骤,请你按小阳的思路,将实验步骤补充完整。

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(1)用刻度尺测出OE的长度L0

(2)把金属块B浸没在水中,把重物A从E处移动到D处时,硬棒再次在水平位置平衡。

(3)                                 

(4)利用上述测量出的物理量和题中的已知量,计算B物体的密度的表达式是:ρB         。(2分)

 

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小阳在学习升华与凝华这部分内容的时候,看到老师做了演示实验,把碘颗粒放入试管中,并用塞子塞紧,放在温度约为90的热水中,可以看到试管中有紫色的气体产生。小阳想:为什么不把试管放在酒精灯的火焰上直接加热?他通过查阅资料得知:碘在一个标准大气压下的熔点是113.5,由此分析得到用热水加热是为了使碘不发生          (选填物态变化的名称),使碘从固态           变为气态。(2分)

 

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当导体两端电压一定时,电流通过导体做功的功率随导体电阻变化规律的图象如图所示。请根据图象判断,当导体电阻为40Ω时,电流通过该导体做功的功率为        W。

(2分)

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小阳利用定值电阻R进行实验,记录的实验数据如下表所示。表中U为电阻R两端的电压,P为电阻R的电功率。请根据表中数据归纳电功率P与电压U的关系: P=       。(2分)

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