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汽车尾气是造成雾霾指数PM 2.5升高的原因之一。某物理实验小组的同学们设计了如...

汽车尾气是造成雾霾指数PM 2.5升高的原因之一。某物理实验小组的同学们设计了如图所示的有害尾气排放检测电路。在一项针对某种有害尾气浓度进行的测试中,气敏电阻的阻值随有害尾气浓度变化的部分数据如下表所示。已知电源电压18V恒定不变,R0为定值电阻,R为气敏电阻。

有害尾气浓度/%Vol

2.5

5

7.5

10

12.5

15

R

8

5.2

3.9

3

2.5

2

 

 

1)测试过程中,闭合开关S,当电压表读数为13V时,电流表的读数为0.5A,求电阻R0的阻值是多大?

2)闭合开关S,当这种有害尾气浓度增大到15%Vol时,则在1min内定值电阻R0产生的热量是多大?

3)当电路消耗的总功率为18W时,有害尾气的浓度是多少?

 

(1)10Ω(2)1350J(3)2.5%Vol 【解析】 由图知,电路为串联电路,电流表测电路电流,电压表测R两端电压,R的阻值利用通过表格中以对应的浓度获取,串联等流分压利用相应的公式计算即可。 (1)因为电压表测R两端电压示数为12V,又已知电源电压为18V,则R0的电压为: 由欧姆定律表达式可得,R0的阻值为: ; (2)由表中可知,当这种有害尾气浓度增大到15%Vol时,R的阻值为2Ω,又串联电路总电阻等于分电阻之和可得: R总=R0+R=10Ω+2Ω=12Ω, 由欧姆定律得: , 所以在1min内定值电阻R0产生的热量为: ; (3)当电路消耗的总功率为18W时,由可得,电路总电阻 , 又由串联电路总电阻等于分电阻之和可知: , 由表格中数据可知:有害气体浓度为2.5%Vol。 答:(1)电阻R0的阻值是10Ω; (2)当这种有害尾气浓度增大到15%Vol时,在1min内定值电阻R0产生的热量是1350J; (3)电路消耗的总功率为18W时,有害尾气的浓度是2.5%Vol。  
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考点分析:
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如图甲电路,电源电压恒定不变,小灯泡L的额定电压为12V,如图乙中的AB分别是灯泡L和电阻R1 IU 图线。闭合开关SS1,断开S2,滑动变阻器的滑片移至a 端时,小灯泡恰好正常发光。闭合开关SS2,断开S1,滑动变阻器滑片P移至中点时,电路中的电流为0 .1A。求:

1)小灯泡L正常发光时的电阻;

2)滑动变阻器R2的最大阻值;

3)电路的最大功率。

 

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同学们做“测量小灯泡电功率”的实验,所用电源电压为3 V,待测小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω

1)闭合开关前,滑动变阻器滑片应位于最_______(选填“左”或“右”)端。

2)检查电路连接无误后,闭合开关S,发现灯泡不亮,电压表有示数,电流表几乎无示数。产生这一现象的原因可能是_______

A.变阻器断路    B.电压表短路     C.电压表断路   D.小灯泡断路

3)故障排除后,闭合开关,当滑动变阻器的滑片P移到某一位置时,电压表示数如图乙所示,要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片P_______(选填“A”或“B”)端移动。

4)通过移动滑动变阻器的滑片P,记录了多组数据,并作出如图丙所示的,IU图像。根据图像可知小灯泡的额定功率为_______W

 

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在探究“电流与电阻的关系”实验中

1)如图甲中有一根导线是多余的,请在多余的导线上打“×”。

______________

2)将电路连接正确后,移动图甲中滑动变阻器的滑片P,使定值电阻R两端的电压为2V,电流表示数如图乙所示,则R的阻值为_______Ω

3)换上10Ω的电阻后,闭合开关,应将滑片P_______(选填“A”或“B”)端移动。

4)实验中记录关于定值电阻和电流表的多组数据如下表所示。该小组的同学与老师进行交流,老师分析表中数据后指出_______组数据是编造的。

实验序号

定值电阻(Ω

电流表示数(A

1

10

0.18

2

15

0.12

3

20

0.09

4

45

0.01

 

 

 

 

 

 

 

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小虎按照如图所示的电路探究“串联电路电流的规律”:

1)连接电路时,小虎先选用电流表的大量程,闭合开关然后迅速断开,同时观察开关闭合瞬间电流表的指针偏转情况,若指针的偏转_________(选填“小于0.6A”、“大于0.6A”“满刻度以外”),则换用电流表的小量程;

2)连接好电路后闭合开关,小虎发现L1L2两只灯泡都不亮,他用手按一下灯泡L1L1L2仍然都不亮,按一下灯泡L2,两灯都亮,松开手两灯又不亮,则故障可能是_________(选填“L1灯丝断了”、“L2灯丝断了”、“L2接触不良”);

3)排除故障后,将电流表接到ABC等不同的位置,观察并记录电流表示数,可初步得出结论:______

4)为了使结论更有普遍性,小虎接下来的操作应该是___________________________

 

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如图所示,请补上两根导线使滑动变阻器滑片P从中点位置向左滑动时,电路是安全的、灯泡亮度不变、电流表示数变小。滑动变阻器最大电阻20Ω,灯泡电阻约10Ω

________

 

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