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某科技小组自制了一个遥控深度探测仪,如图甲所示,探测仪是由均为长方体的控制盒和探...

某科技小组自制了一个遥控深度探测仪,如图甲所示,探测仪是由均为长方体的控制盒和探测头构成,中间部分导线可通过遥控自动伸缩。装置内电路结构如图乙所示。已知控制盒质量为1kg,体积为1500cm3,灯泡L标有“4V 2W”字样(不考虑灯丝电阻变化);测量头质量为0.2kg,高度为2cm,底面积为10cm2,其底面为涂有绝缘漆的压敏电阻,测量头不接触容器底部。压敏电阻阻值R随水对它压力F的变化关系如图丙所示。求:

(1)灯泡L的电阻;

(2)测量头浸没时,导线对测量头的拉力;

(3)当测量头放到水下深度15m处时,闭合开关S,滑片移至某一位置,此时灯泡恰好正常发光,压敏电阻的功率为P1;保持滑片和开关不改变,将测量头从水中取出后,压敏电阻的功率为P2。已知 P1P2=169,则电源电压是多少伏?

 

(1) 8Ω;(2) 1.8N;(3)25V 【解析】 (1)灯泡L的电阻 RL==8Ω (2)测量头浸没时,测量头排开水的体积 V排=V=10cm2×2cm=20cm3 受到的浮力 F浮=ρgV排= 1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10-6m3=0.2N 测量头的重力 G=mg=0.2kg×10N/kg=2N 由力的平衡可知导线对测量头的拉力 F=G-F浮=2N-0.2N=1.8N (3)当测量头放到水下深度15m处时受到水的压强 p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×15m=1.5×105Pa R受到的压力 F压=pS=1.5×105Pa×10×10-4m2=150N 由图丙可知,R的阻值是40Ω,此时灯泡恰好正常发光,通过电路的电流 I1=IL==0.5A 压敏电阻的功率为 P1=I12R=(0.5A)2×40Ω=10W 由串联电路的特点和欧姆定律得到 I1(R+R滑+RL)=U 0.5A×(40Ω+R滑+8Ω)=U① 保持滑片和开关不改变,将测量头从水中取出后,压敏电阻的功率为P2,压敏电阻受到的压力为零,由图丙可知R的阻值是90Ω; P1∶P2=10W∶P2=16∶9 P2=5.625W 此时通过电路的电流 I2==0.25A 由串联电路的特点和欧姆定律得到 I2(R′+R滑+RL)=U 0.25A×(90Ω+R滑+8Ω)=U② 由①②得到 0.5A×(40Ω+R滑+8Ω)= 0.25A×(90Ω+R滑+8Ω) R滑=2Ω U=25V 答:(1) 灯泡L的电阻是8Ω; (2)测量头浸没时,导线对测量头的拉力是1.8N; (3)电源电压是25V。  
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考点分析:
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如图所示,支点为O的轻质杠杆AOB1mOAOB =13,在杠杆左端悬挂质量为 3kg的物体C,右端挂边长为 0.1m的正方体物块M,且M处于正方体物块N的正中央,N置于水平地面上,当杠杆在水平位置平衡时,M N的压力为20N。已知MN 是由同种材料制成的,且MN的边长之比为12,求:

(1)杠杆右端B点所受的拉力;

(2)正方体物块M密度;

(3)要使N对地面的压强为6000Pa,且杠杆仍在水平位置平衡,则只需将支点O向右移动多少cm

 

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如图所示的电路中,定值电阻R1阻值为 30Ω,当只闭合开关S1时,电流表的示数为 0.2A;当同时闭合开关S1S2时,电流表的示数为0.3A。求:

(1)电源电压;

(2)闭合开关S1S2时,通电1min 定值电阻R2消耗的电能。

 

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小徐同学用如图甲所示的电路探究“电流与电压和电阻的关系”,电源电压恒为15V,滑动变阻器的规格是“60Ω 1A”,阻值为10Ω20Ω30Ω50Ω的定值电阻各一个。电流表、电压表可根据实验需要自由选择量程。

(1)小徐同学首先探究“电阻一定时,电流与电压的关系”

连接电路时,开关应______,连完电路后,却发现有一根导线连接错误,如图甲所示,请在错误的导线上打“×”,再将这根导线改接到正确的位置;___________

正确连接电路后,应将滑片移至______(选填“A”或“B”)端,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是定值电阻___________(选填“短路”或“断路”);

实验时小徐将10Ω的定值电阻接入电路,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P,测得实验数据。其中一次电流表的读数如图乙所示,则此时流过电阻的电流为_______A。将其余电阻依次接入电路,重复上述实验,得出结论:电阻一定时,电流与电压成正比。

(2)小徐同学继续探究“电压一定时,电流与电阻的关系”

他将10Ω的电阻接入电路中,闭合开关S,调节滑片P到适当位置,读出电流表示数记入表格中,断开开关S,保持滑片不动,小徐用20Ω的电阻替换10Ω的电阻,闭合开关 S,滑动变阻器滑片P应向____(选填“左”或“右”)移动,才能完成实验;

表格记录了小徐的实验数据,其中有一组数据是编造的,你认为编造的实验数据的序号是______

实验序号

1

2

3

4

R

10

20

30

50

I/A

0.60

0.30

0.20

0.12

 

若不更换原有实验器材,且保证四个定值电阻分别接入电路时均能完成实验,小徐采取的操作不可行的是__________

A.只将定值电阻两端电压U0调到 8V

B.只将电源电压降低到8V

C.只将10Ω的电阻与滑动变阻器串联

 

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小龚同学测量奉节脐橙密度,实验操作步骤如下:

(1)将天平放在水平工作台上,把游码移动到标尺左端的___________处,当横梁稳定时,指针偏向分度盘的右侧,要使横梁水平平衡,应将平衡螺母向_____调;

(2)小龚同学选取了一个脐橙,放在已经调平的托盘天平上称量,当天平再次平衡时右盘中所加砝码及游码的位置如图甲所示,则测得的脐橙质量是______g

(3)因脐橙体积较大,放不进量筒,因此他选用一只烧杯,如图乙所示,用大头针将脐橙压入水中浸没(水未溢出且不计大头针的体积),在水面处做标记,然后将脐橙取出,用装有适量水的量筒给烧杯补水至标记处;

(4)小龚同学测得脐橙的密度是______kg/m3,由于图乙取出脐橙时带出部分水,会使密度测量值比真实值_____(选填“偏大”或“偏小”);

(5)测量完成后,细心的小龚同学发现脐橙瓣在水中沉底,于是想测量一下脐橙瓣(不吸水)的密度,他选用了完整的一瓣脐橙,烧杯、天平和适量的水做了如下实验,如图丙所示:

①在烧杯中装入适量的水,放在托盘天平上,天平平衡时测得质量为 200g

②接着用不吸水的细线将脐橙瓣拴住,使之完全浸没在上述烧杯的水中(未接触烧杯底部,没有水溢出),天平平衡时测得质量为 220g

③松开细线,脐橙瓣沉底,天平平衡时测得质量为 222g;则脐橙瓣受到的浮力为______N,脐橙瓣的密度为______g / cm3

 

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如图甲是探究物质熔化和凝固规律的实验装置,图乙是根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像。

(1)实验中使用的温度计是根据液体的______的原理制成的;

(2)根据图乙的图像特征可判断该物质是______(选填“晶体”或“非晶体”);

(3)分析图乙可知,该物质第20min的内能_______(选填 “大于”、“等于”或“小于”)第10min的内能(不计物态变化的质量损失)。

 

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