如图甲所示,是物理实验小组探究“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等质量的空气且与U形管相连,容器内各有一段电阻丝串联接入电路中。
(1)利用图甲可以探究在通电时间相同和_____相同的情况下,导体产生的热量与_____大小是否有关。
(2)实验中通过观察_____反映密闭空气温度的变化。
(3)某一时刻电流表的示数如图乙所示为_____A,则右侧容器中定值电阻在1 min内产生的热量是_____J。
同学们在实验室探究“影响电阻大小的因素”,他们找出a、b、c、d四根不同的电阻丝,比较发现:a与b只有长度不同;a与c只有横截面积不同;a与d只有材料不同。实验方案有如下两种:
(1)方案一:如图甲所示,将电阻丝a、b、c、d分别接在M、N之间,测出电路中的电流。电流表的示数越大,表示接入的电阻丝阻值越_____。
(2)方案二:如图乙所示,将电阻丝a、b、c、d串联在电路中,用电压表分别测出它们两端的电压。电压表的示数越大,表示接入的电阻丝阻值越_____。
(3)小丽提出:还可以用如丙图所示的方法来研究电阻与长度的关系。她将整条电阻丝a接入电路,将夹子N固定在B端,夹子M从A端逐渐滑向B端,发现电流表示数逐渐增大。说明:其他条件一定时,电阻丝越短,电阻越_____。
(4)小丽又补充到,还可以在图丙电路中串联一个灯泡,一方面灯泡亮度可以反映电流大小,另一方面,灯泡还可以起到_____的作用,用灯泡亮度或者电流表示数来反映电阻大小的科学研究方法叫做_____,下列实例研究方法与此相同的是_____。
A.探究电流与电压、电阻的关系
B.研究电流时,将电流和水流进行类比
C.研究光的传播时,引入“光线”
D.扩散现象表明分子在不停地做无规则运动
(5)接下来,小明和小丽又做了如下实验:将整条电阻丝a接入图丙电路后,闭合开关,然后用酒精灯给电阻丝加热,发现电流表示数逐渐减小,说明_____也是影响导体电阻大小的因素。
小利和小明用如图所示的电路图来探究“并联电路中电流的关系”。
(提出问题)并联电路干路电流与各支路电流有什么关系?
(设计实验)
(1)实验器材有:电源、开关、电流表各一个,导线、小灯泡若干。
(2)小利按图中所示的电路图连接电路时,开关应处于_____状态。
(3)电路连接好后,闭合开关进行试触,发现电流表指针反向偏转,导致这一现象发生的原因是_____。小利检查后重新连接电路,闭合开关,用电流表分别测出A、B、C三处的电流,然后换用其他小灯泡重做实验,将数据记录在表格中。
(4)通过对表格数据的分析,可以得出结论:并联电路干路中的电流等于_____。
实验次数 | A处电流IA/A | B处电流IB/A | C处电流IC/A |
1 | 0.10 | 0.12 | 0.22 |
2 | 0.15 | 0.22 | 0.37 |
3 | 0.10 | 0.24 | 0.34 |
(5)小明同学通过实验,得到了如下表数据,他由此得出结论:并联电路中各个支路的电流相等。其实验的不足之处是:①_____;②_____。
A处电流IA/A | B处电流IB/A | C处电流IC/A |
0.18 | 0.18 | 0.36 |
在探究“比较不同物质吸热情况”的实验中,实验装置如图所示。
(1)要完成该探究实验,除了图中所示的器材外,还需要的测量工具有天平和_____。
(2)实验中应将甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中,用_____(选填“相同”或“不同”)的电加热器加热。
(3)物质吸收热量的多少无法用测量工具测出来,本实验是通过_____来反映的。
(4)小明将记录的数据填入表格,分析数据可知:他是用_____相同的甲、乙两种液体,加热相同的时间,比较_____的方法来判断不同物质的吸热本领的。
加热时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
甲液体的温度/℃ | 18 | 22 | 26 | 30 | 34 | 38 | 42 |
乙液体的温度/℃ | 18 | 30 | 42 | 54 | 66 | 78 | 90 |
(5)分析实验数据可知,从开始加热到42℃,甲、乙两种液体吸收热量的关系是Q甲_____Q乙(选填“>”、“<”或“=”);若c甲=4.2×103J/(kg•℃),则乙的比热容为_____J/(kg•℃)。
如图甲是全自动干手器,其原理图如图乙所示,S1是红外感应开关,S2是温控开关。某宾馆的一台干手器只能吹冷风不能吹热风,经检查,原来是机内的电热丝烧坏了,电工老李想用一根阻值相同的电热丝来替换,为此,他查看了铭牌(如表所示),然后关掉宾馆房间中所有用电器,只让干手器正常工作,观测出电能表2 min转了20转,电能表铭牌上标有“3000 r/(kW•h)”字样。
型号 | SHZ2010﹣624 |
额定功率 | 热风时:1168 W |
冷风时:? W | |
额定电压 | 220 V |
(1)请你根据上述描述帮老李算出应选配的电热丝的阻值。
(2)老李修好干手器后吹热风时,求正常工作10 s消耗的电能。
(3)当电路供电电压为200 V时,求电热丝的实际电功率。
一款无人驾驶汽车在测试时以某一速度在平直的公路上匀速行驶了一段距离,消耗汽油1 kg。汽油机的效率为30%,那么,在这段行驶过程中。[q汽油=4.5×107 J/kg,c水=4.2×103 J/(kg•℃)]求:
(1)1kg汽油完全燃烧放出的热量是多少?
(2)假设该汽车在这次行驶过程中,发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%,这些废气带走的能量全部被质量50 kg、温度为20 ℃的水吸收,水温能升高到多少摄氏度?(气压为1标准大气压)
(3)若汽车在上述路段行驶时受到的阻力是1000 N,那么汽车在这段路上行驶的路程是多少千米?