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如图所示,电源电压为20V,且保持不变,已知滑动变阻器的最大阻值为25Ω,定值电...

如图所示,电源电压为20V,且保持不变,已知滑动变阻器的最大阻值为25Ω,定值电阻R0为20Ω,小灯泡上标有“12V 12W”字样,电流表量程为0~3A.求:

(1)灯泡正常工作时的电阻是多少?

(2)当S闭合,S1S2都断开时,要使灯泡正常发光,滑动变阻器连入电路中的阻值为多大? 滑动变阻器在lmin内消耗的电能是多少?

(3)当SS1S2都闭合时,调节滑动变阻器滑片到阻值为多少时,整个电路消耗的总功率最小?这个最小功率是多少?

(4)当SS1S2都闭合时,为了不损坏电流表,且使整个电路消耗的总功率最大,滑动变阻器接入电路的阻值为多少?这个最大功率是多少?

 

(1)12Ω(2)480J(3)36W(4)40W 【解析】(1)灯泡电阻; (2)当S闭合,S1、S2都断开时,滑动变阻器与灯泡串联,如图所示: ; 灯泡正常发光时,UL=12V,滑动变阻器两端的电压U滑=U-UL=20V-12V=8V, 因为P=UI,所以灯泡正常发光时的电流为,所以滑动变阻器接入电路的阻值;滑动变阻器消耗的电能为W滑=U滑It=8V×1A×60s=480J;(3)当S、S1、S2都闭合时,定值电阻R0与滑动变阻器并联,灯泡被短路, ; 滑动变阻器接入电路的阻值最大,即滑片在最左端时,整个电路消耗的电功率最小,此时: ;(4)当S、S1、S2都闭合时,定值电阻R0与滑动变阻器并联,灯泡被短路,电流表示数最大时,I最大=3A.通过R0的电流为,通过滑动变阻器的电流为I滑′=I最大-I0=3A-1A=2A,滑动变阻器接入电路的电阻为;电路消耗的最大功率为P最大=UI最大=20V×3A=60W. 答:(1)灯泡的电阻是12Ω;(2)滑动变阻器接入电路的阻值为8Ω;滑动变阻器消耗的电能为480J;(3)电路消耗的总功率最小是9W;(4)滑动变阻器接入电路的电阻为10Ω,电路消耗的最大功率是60W.  
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一辆汽车以20m/s的速度匀速行驶10min,消耗的汽油为1.2kg.汽车匀速行驶时受到的牵引力F=1.2×103N,汽油的热值q=4.6×107J/kg.问:

(1)汽车在这段时间内消耗的汽油完全燃烧放出的热量Q是多少?

(2)这段时间内汽车牵引力做的功W是多少?牵引力做功的功率是多少?

 

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小明利用下图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系” .甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油,甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小.

(1)实验中煤油吸热的多少是通过_____来反映的(选填“温度计示数”或“加热时间”) .

(2)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,小明同学选用煤油而不是用水做实验,是因为煤油的比热容_____水的比热容(选填“大于”或“小于”) .

(3)通电一定时间后,乙瓶中的温度计示数升高的快,由此可以得出的实验结论是:在电流和通电时间相同时,______________________

 

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在做“伏安法测量定值电阻”的实验中,小明同学设计了如图甲所示的电路,请你完成下列问题.

(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到最_____端(选填“左”或“右”) .

(2)在某次测量中,当电流为0.2A时,电压表示数如图乙所示,则这时的阻值R=___Ω.

(3)经过多次测量,测出R的阻值后,小明还想测量一段电炉丝的电阻Rx,但在连接电路时,发现电流表和变阻器都已损坏.于是小明就利用刚才已测得的定值电阻R,重新设计并连接了右图所示电路.电源电压未知且恒定不变.请把下列实验步骤补充完整:

只闭合开关S1,读出_______;再闭合开关S2,读出______

可得到电阻表达式:Rx=___________

 

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小明在“探究杠杆的平衡条件”实验中,所用的器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个.

(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,调节平衡螺母,使杠杆水平平衡;实验中,使杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是便于在杠杆上直接测量____________

(2)实验过程中,将钩码悬挂于图中A点,保持阻力、阻力臂不变,在支点O右侧不同位置,用弹簧测力计施加竖直向下的拉力(动力),使杠杆水平平衡,测出每一组动力臂L1和对应的动力F1,并记录在表中.请根据表中数据,根据实验数据可知,当L1为0.5m时,F1_____N.

(3)实验中小明发现,保持杠杆处于水平平衡,当弹簧测力计的拉力方向偏离竖直方向时,弹簧测力计的拉力会变大,原因是__________________________

 

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小明猜想:动能的大小可能与物体的质量与物体的速度有关,因此,他设计了如下两种实验方案:

A.让同一辆小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑,与放在水平面上的木块相碰,比较木块在水平面上移动的距离(如图甲所示).

B.让不同质量的小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑,与放在水平面上的木块相碰,比较木块在水平面上移动的距离(如图乙所示).

上述两种实验方案中:

(1)A方案中,若木块被撞后移动的距离越远,说明小车对木块____越多,小车撞击木块时的动能越_____

(2)若水平面绝对光滑且不计空气阻力,该实验还能容易的得出结论吗?   答:___。(选填“能”或“不能”)

 

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