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小明设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路。其电路原理如图a所示。其...

小明设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路。其电路原理如图a所示。其中,电源两端电压U=4V(恒定不变),电压表的量程为 03VR1是热敏电阻,其电阻随环境温度变化的关系如b所示,R2是定值电阻,闭合开关S后。求:

1)当环境温度为20℃时,热敏电阻R1的阻值是多少?

2)当环境温度为40℃时,电压表的示数是2.4V,求定值电阻R2的阻值是多少?

3)电压表两端电压不能超过其最大测量值,则此电路所允许的最高环境温度是多少?

 

(1)250Ω;(2)300Ω;(3)80℃。 【解析】 (1)从图b可以看到,当环境温度为20℃时,热敏电阻R1的阻值是250Ω; (2)由图b可以看到,当环境温度为40℃时,热敏电阻R1=200Ω,因为R1与R2串联,所以R1两端的电压为 通过电阻R2的电流为 R2的阻值为 ; (3)从图b可以看到,当温度越高,电阻R1的阻值越小,根据分压原理可知,R2的电压越大,所以当电压表两端电压是3V时,此电路所允许的环境温度是最高的,R1两端的电压是 那么通过电阻R1的电流为 此时电阻R1的阻值为 从图b可以看到,当热敏电阻R1=100Ω时,环境温度为80℃,所以电路所允许的最高环境温度是80℃。 答:(1)当环境温度为20℃时,热敏电阻R1的阻值是250Ω; (2)定值电阻R2的阻值是; (3)电压表两端电压不能超过其最大测量值,则此电路所允许的最高环境温度是80℃。  
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考点分析:
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如图,已知电源电压为U6VR110ΩR2

1)当S1S2均断开时,电流表示数为0.2A,求R2两端的电压和R3的阻值.

2)当S1S2均闭合时,求R1两端的电压和电流表的示数.

 

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用天然气灶烧水,燃烧1m3的天然气,使质量为100kg,初始温度为20℃的水温度升高到70℃。已知水的比热容为c=4.2×103J/kg•℃),天然气的热值为q=3.5×107J/m3。求:

11m3天然气完全燃烧放出的热量Q 

2)水吸收的热量Q  

3)燃气灶的效率η

 

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太阳能作为一种新能源,已被广泛使用。如太阳能电池,其核心部件是光电板。某兴趣小组提出一个问题:影响光电板吸收太阳能的多少与哪些因素有关呢?他们有如下猜想:

猜想1:影响光电板吸收太阳能的多少可能与光电板的光照时间有关;

猜想2:影响光电板吸收太阳能的多少可能与光电板的面积有关;

猜想3:影响光电板吸收太阳能的多少可能与光电板的颜色有关。

根据以上猜想,他们设计好实验方案,进行了实验探究,步骤如下:

A.先用相同的三块0.1m2的光电板,在其表面都涂上黑色,正对太阳光,照射时间分别为10min20min30min,光电板吸收的能量被储存,让他们对相同的LED灯供电,并记录发光时间于表中;

B.再选用0.2m20.3m2两块光电板,在其表面都涂上黑色,正对太阳光,照射时间都为10min,光电板吸收的能量被储存,让它们对相同的LED灯供电,并记录发光时间于下表中;

C.然后再选用相同的两块0.1m2的光电板,在其表面分别涂上绿色和白色,正对太阳光,照射时间都为10min,光电板吸收的能量被储存,让它们对相同的LED灯供电,并记录发光时间于表中;实验数据记录如表:

序号

光电板的面积/m2

光照时间/min

光电板表面所涂颜色

LED灯的发光时间/min

1

0.1

10

黑色

30

2

0.1

20

黑色

60

3

0.1

30

黑色

90

4

0.2

10

黑色

60

5

0.3

10

黑色

90

6

0.1

10

绿色

20

7

0.1

10

白色

5

 

 

1)该实验中,光电板吸收太阳能的多少是通过_____________反映的;

2)由表中______(填表中的序号)三组数据对猜想1进行验证,得出的结论是:光电板吸收太阳能的多少与光电板的光照时间有关。

3)由表中145三组数据能对猜想______进行验证,得出结论是:___________

4)由表中数据分析可知:制作太阳能光电板用__色最好,因为它几乎____所有色光。

5)综合分析可知,影响光电板吸收太阳能多少的因素有光照时间、光电板的面积、表面所涂颜色,你觉得影响光电板吸收太阳能多少还可能与___________因素有关?(写出一种即可)

6)若某太阳能电池在某段时间内获得的太阳能为E,通过光电效应获得的电能为W,则该太阳能电池的光电转化率为___________

 

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小明用如图甲所示的实验电路探究电流与电阻的关系

电阻R

5

10

15

电流I/A

 

0.15

0.1

 

1)连接电路时,开关应处于_____状态,连接好电路后,闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置___端。

2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P发现,电压表始终无示数,电流表有示数,其原因可能是______(填序号)。

A.滑动变阻器断路     B.电阻R短路      C.电阻R断路

3)排除故障后,将的电阻接入电路,调节滑动变阻器,使电压表示数为1.5 V时,电流表指针位置如图乙所示,则电流表读数为 ______ A

4)将5 Ω的电阻换成10 Ω的电阻后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P到合适位置时,记录电流表的数据(见表),此操作中调节滑动变阻器的目的是 _____________

5)再将电阻换成15 Ω重复操作,记录相应的数据,进行多次实验,其目的是__________________

6)分析表格中的数据可得出结论:______________

 

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在探究影响导体电阻大小的因素时,同学们作出了如下猜想:

猜想:导体的电阻与导体的长度有关;

猜想:导体的电阻与导体的横截面积有关;

猜想:导体的电阻与导体的材料有关。

实验室提供了如图所示的4根电阻丝,规格、材料如表所示:

编号

材料

长度/cm

横截面积/mm2

A

镍铬合金

0.5

0.5

B

镍铬合金

1.0

0.5

C

镍铬合金

0.5

1.0

D

锰铜合金

0.5

0.5

 

 

 

1)为了验证上述猜想,应该选用编号为________两根电阻丝进行实验;如果选用编号为AC两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想________(填序号);分别将AD两电阻丝接入电路中MN两点间时,电流表示数不相同,由此,初步得到的结论是:____________________________

2)小丽在探究同样的课题时,手边只有一根电阻丝,那么,她利用这根电阻丝和上述电路,不能够完成猜想______(填序号)的实验验证。

3)在最近几年,我国城乡许多地区进行了输电线路的改造,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样就________了输电线的电阻(选填“增大”或“减小”)。 

4)一般说来,所有物体都有电阻,探究过程中,又有同学提出猜想:电阻还可能跟温度有关。小明为了研究物质的导电性能(或电阻大小)与温度的关系,连接了如图电路,开关S1S2闭合后,分别用酒精灯给玻璃心柱、细铁丝加热。请回答:

a.在玻璃心柱温度不断升高而发红的过程中,看到L1灯泡从不发光到发光,且亮度逐渐变亮,说明玻璃的导电性能随温度升高而_______(选填“变强”、“变弱”或“不变”);

b.在细铁丝温度不断升高而发红的过程中,看到L2灯泡亮度逐渐变暗,说明铁丝的电阻随温度升高而_________ (选填“变大”“变小”或“不变”)

 

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