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为倡导节能环保,某科研机构设计了新型路灯,工作原理如图。已知,控制电路和工作电路...

为倡导节能环保,某科研机构设计了新型路灯,工作原理如图。已知,控制电路和工作电路中电源电压分别为6V220V,路灯L正常工作时电流为1A。控制电路中R为半导体硅制成的光敏电阻,R2阻值随光强(国际单位坎德拉,符号:cd)变化的规律如下表所示,工作电路中开关S2的状态由R2两端的电压决定,光照足够强时,R2两端的电压很小,开关S2b点接触,处于断开状态,路灯L关闭。

光强/cd

5

10

20

25

40

电阻R2

40

20

10

8

5

 

 

1)若路灯L每天正常工作8小时,其消耗的电能是多少kW·h?

2)当光强降为20cd时,R2两端的电压刚好升至2V,开关S2c点接触,电路接通,路灯L正常工作,求工作电路刚好接通时,R1的电功率是多少?

3)保持R1接入阻值不变,当R2两端的电压为1V时,光强是多大?

 

(1) 1.76kW•h;(2) 0.8W;(3) 50cd 【解析】 (1)根据题意知道,路灯两端电压是U=220V,正常工作电流1A,所以,正常工作8小时消耗的电能是: W=UIt=220V×1A×8×3600s=6.336×106 J=1.76kW•h; (2)当光强度为20cd时,R2两端的电压刚好升至2V,开关S2 与c点接触,电路接通,路灯L正常工作。由表格数据知道,当光照强度为20cd时,R2的阻值为10Ω,由图知道,控制电路R1与R2串联,所以, , R1两端的电压是: U1 =U′-U2 =6V-2V=4V, 所以,R1的电功率为: P=U1 I1 =4V×0.2A=0.8W; (3)保持R1接入电路的阻值不变,R1的阻值是: 当R2 两端的电压为1V时,R1两端的电压是: U1′=U′-U2′=6V-1V=5V, 此时电路中的电流是: 此时R2 的阻值: ; 由表格数据知道,R2的电阻与光强成反比,由表格第一次电阻40Ω时,光强为5cd,则电阻为4Ω时,光强为50cd。 答:(1)路灯L每天正常工作8小时,其消耗的电能是1.76kW•h; (2)当光强降为20cd时,R2两端的电压刚好升至2V,开关S2 与c点接触,电路接通,路灯L正常工作,求工作电路刚好接通时,R1的电功率是0.8W; (3)保持R1接入阻值不变,当R2两端的电压为1V时,光强是50cd。  
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如图的电路中,电源电压保持不变,电阻R1阻值为30Ω,闭合开关S,电压表示数为12V,电流表示数为0.5A。求:

1)通过电阻R1的电流为多少?

2)通电1min,电流对电阻R2做功为多少?

 

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某小组同学到实验室做测定小灯泡额定功率的实验,被测小灯泡的额定电压为3.8V,电阻约为10Ω。实验室有如下器材:电源(电压为6V)、电流表(0~0.6A  0~3A)、电压表(0~3V   0-15V)、开关各一个,导线若干,滑动变阻器三只:R15Ω  0.5A)、R230Ω  0.5A)、R3500Ω   1A),同学们设计的电路如图.

1)如图甲是小聂画出的实验电路图,请你根据电路图用笔画线代替导线,帮他将图乙中未完成的电路连接好,要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,连入电路的阻值变小,导线不能交叉;

____________

2)滑动变阻器应选用_________ (选填R1”“R2R3);

3)连接好电路,正确操作,移动滑动变阻器的滑片P,小婕发现灯泡忽亮忽暗,则故障可能____

A.滑动变阻器滑片接触不良            B.小灯泡短路

C.滑动变阻器短路                    D.滑动变阻器断路

4)下表为该小组的实验记录分析表:

实验序号

电压表示数/V

电流表示数/A

功率/W

额定功率/W

1

3.0

0.36

1.08

P==1.50

2

3.8

0.4

1.52

3

4.5

0.42

1.89

 

 

 

 

 

鄢老师认为该小组的数据处理过程有错误,你认为错误之处是________,正确的测量结果是_________W

5)聪明的小川同学在进行实验时发现灯丝的电阻随温度的升高而增大,当小灯泡两端电压为额定电压一半时小灯泡的功率为P1,当通过小灯泡的电流为额定电流的一半时小灯泡的功率为P2,则P1_________P2(选填大于等于小于);

6)同组的小杨有一个小灯泡,但是小灯泡上所标额定电压模糊不清(如图),已知小灯泡的额定功率在不超过1W,为了得到该小灯泡的额定功率,小杨经过思考后利用手中的器材进行了如下实验

更换电源(电压为1.5V的整数倍且保持不变),将小灯泡重新连接电路进行实验,移动变阻器的滑片使电压表的示数分别为3.5V3.2V3V,并记录相应的电流表示数。实验数据如下表所示。根据以上信息求【解析】

①小杨所用的电源电压U=_________V;②灯泡的额定功率为_________ W.

实验序号

电压U/V

电流I/A

1

3.5

0.30

2

3.2

0.31

3

3

0.32

 

 

 

 

 

 

 

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小欣同学在做探究电流与电压、电阻的关系实验时,准备以下器材:电源电压为4.5V且保持不变,电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、滑动变阻器(20Ω  1A)、五个定值电阻(10Ω15Ω20Ω25Ω)、开关、导线若干。根据如图的电路图进行实验

1)导线连接之前,开关S应该_________(选填断开闭合);

2)将电路连接正确后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,原因可能是__________

3)探究电流与电压的关系时,小欣通过调节滑动变阻器滑片P,测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压如下表所示。

实验次数

1

2

3

4

5

电压U/V

0.51

1.01

1.51

2.01

2.51

电流I/A

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

 

梁老师看到小欣的数据后说小欣的实验操作中存在问题,并且其中有一组数据是错误的。小欣在实验操作中存在的问题是_____。请你帮他分析出错的是第_________次,原因是________________。去掉出错的实验数据,分析可得到的结论是:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成_________

4)接着小欣又探究电流与电阻的关系,他只更换定值电阻,其余连接均不变。其实验步骤如下:

①在电路中接入阻值为的定值电阻,移动滑动变阻器的滑片,使得电压表示数为U0=2V,记录电流表示数;

②断开开关,用10Ω的定值电阻替换的定值电阻再闭合开关,他应该将滑动变阻器的阻值_________(选填调大调小)直到电压表示数为U0,再记录电流表示数;

③断开开关,用15Ω的定值电阻替换10Ω的定值电阻再闭合开关,他调节滑动变阻器的阻值,发现电压表示数始终不能调为U0

为完成五次探究,小欣设计了如下三个调整方案,你认为不可行的是_____________

A.如果只调整电压表的示数,则应控制电压表示数U0的范围为2.5V~3V;

B.如果只更换滑动变阻器,则更换的滑动变阻器最大阻值不小于25Ω,最大电流不小于0.4A;

C.如果只更换电源,则更换的电源电压范围是2V-3.6V。

 

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物理小组想探究导电液体的导电性与接入电路中液体横截面积大小的关系。他们用长方体水槽、浓度一定的貫盐水、电源、滑动变阻器、电压表及电流表等器材进行了探究。实验电路连接如图,将电极MN分别固定在水槽左右两侧底部的中央。

1)闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片P移到最_________(选填)端;

2)实验中,通过调节_________来保持电极MN间的电压恒为3V。控制其他条件不变,通过向水槽中添加食盐水,从而达到改变食盐水的_________的目的,用电流表测出相应的电流值。食盐水导电性的强弱可以由_________来判断。实验数据如下表:

实验序号

横截面积S/cm2

电流I/A

实验序号

横截面积S/cm2

电流I/A

1

50

0.02

4

200

0.08

2

100

0.04

5

250

0.11

3

150

0.07

6

300

0.13

 

 

3)分析表格中的数据,可得到初步结论:其他条件不变,横截面积增大时,食盐水的导电性_________(选填变弱变强不变);

4)为验证实验结论是否具有普遍性,应采取的做法是:________________

 

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如图,电源电压恒定,闭合SS1S2,移动滑动变阻器R2的滑片到a点(图中未标出),电流表A1A2的示数分别为I1I2,已知R1=6Ω,I1I2=32,此时R2的阻值为_________Ω;保持滑片位置不动,断开S1S2,闭合S,此时电压表的示数为U1R2的功率为P1,灯泡恰好正常发光;再将滑片移动到最右端,此时电压表示数为U2,电流表A2电流为0.6AR2的功率为P2U1U2=56P1P2=2518,则小灯泡的额定功率为_________ W。(小灯泡电阻不变)。

 

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