序号 电压1.0 /V 电流0.20 /A 表2 电流与电阻关系
实验序1 号 电阻/Ω 电流/A 10 0.30 15 0.20 20 0.15 25 0.12 2 3 4 0.24 0.36 0.40 0.44 1.2 1.8 2 (4) 他们继续探究电流与电阻的关系,先将电源电压调为6V,分别换上多个定值电阻进行探究,数据记录如表2所示,老师指出其中一组数据是拼凑的,你认为是第_________组(选填实验序号),理由是实验所用的滑动变阻器的最大阻值太_________了(选填“大”或“小”)。
(5) 排除拼凑的数据后,分析数据可以得到的结论是:在_________ 一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(6)在不更换滑动变阻器的情况下,可以采取_________的措施(选填字母符号),完成这组拼凑数据所对应的实验测量。
A.降低定值电阻两端电压 B.降低电源电压 C.选用更大阻值的定值电阻 【答案】
(1)电路如图:
(2)断开;电压 (3)2.2;正 (4)4;小
(5)导体两端的电压 (6)B
【解析】
(1)要求向右移动滑动变阻器的滑片时电流变小,即滑动变阻器连入电路的阻值变大,所以应连接滑动变阻器的左端
(2)连接电路时,为保护电路,开关应断开;电流表和电压表互换位置之后,相当于电压表串联在电路中,电压表直接测的电源电压,电压表内阻非常大,视作断路,电流表无示数,所以电压表的指针可能有明显的偏转;
(3)电压表量程为“0~3V”,所以示数为2.2V;由表1数据可得电压与电流的比值一定,所以在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(4)要探究电流与电阻的关系,就要控制电阻两端电压不变,由表2数据可知,定值电阻两端电压为3V,由此可知滑动变阻器两端电压为3V,根据串联电路分压的特点,可知滑动变阻器连入电路的阻值应等于定值电阻的阻值,但滑动变阻器最大阻值为20Ω,第4组实验中的定值电阻为25Ω,超过了滑动变阻器的最大阻值,所以第4组实验数据为拼凑的,滑动变阻器的最大阻值太小了;
(5)由表2数据可知,电流与电阻的乘积为一定值,所以当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比?
(6)当定值电阻选25Ω时,滑动变阻器阻值取最大为20Ω,此时要满足实验要求,根据串联电路分压的特点,A选项降低定值电阻两端的电压,则滑动变阻器两端的电压增大,滑动变阻器的取值会超过25Ω,显然不符合要求;B选项,降低电源电压,定值电阻两端电压仍保持为3V,则滑动变阻器两端电压减小,滑动变阻器的取值也相应减小,满足实验要求;C选项选用更大阻值的定值电阻,则要求滑动变阻器的阻值更大,显然不符合要求,综上选B。
18.如图12所示,某公司研发的智能服务机器人,它具有净化室内空气、陪伴老人聊天散步等功能。若它在50N的牵引力的作用下,以0.5m/s的速度在水平地面匀速直线行驶60s,求:
(1)它行驶的路程;
(2)此过程中牵引力所做的功。
【答案】 (1)30m; (2)1500J。 【解析】
(1)用匀速直线运动中的路程公式:s=vt=0.5m/s×60s=30m; (2)用恒力做功公式:W=Fs=50N×30m=1500J。
19. 小峻家中有一个浴足盆,其部分铭牌信息如图13甲所示,图13乙为浴足盆的工作电路,R1、R2均为电热丝,当开关S接a、b触点时,浴足盆的挡位不同。求: 型号 额定电压 额定加热功率 额定保温功率 图13
(1)额定加热电流;
(2)R1和R2的阻值各为多少欧?
(3)在用电高峰期,小峻关闭家中其他用电器,只让浴足盆通电,使其处于加热状态1min,电能表(如图12丙所示)的圆盘转了30转,则浴足盆加热的实际电功率为多少瓦?
【答案】 (1)4A;
(2)R1=429Ω R2=55Ω; (3)P实=600W. 【解析】
(1)当开关打到b处时为加热状态,已知额定加热功率为880W,由P=UI得:??加热=
800??220??
??加热??
MLJY-01 220 V 880 W 100 W =
=4??
??
加热(2)由??=??加热??2得:??2=??定保温功率为100W,由??=
=
220??4??
=55??.当开关打到a处时为额定保温状态,已知额
??2
保温??2??
得:R1+R2=??
=
(220??)100??
2
=484??.则R1=484Ω-55Ω=429Ω.
(3)由3000r/kw?h得30转对应电功为:??=实=
3.6??104??60??
303000
??????=0.01x3.6x106J=3.6x104J.由??=得P
??
??
=600W.
20.为探究平衡木受力特点,喜爱体操的小薇设计了一个平衡木模型。整个装置如图14甲所示,AB可绕支点O无摩擦转动,C处固定一竖直硬杆,硬杆的底部安装了压敏电阻片R,R所在的电路放在了硬杆内(整个装置除硬杆以外,其它部分的重力均不计),且AB=5m,OA=BC=1m,电源电压恒为3V,硬杆底部R阻值随地面对它的支持力F变化的关系如图14乙所示,整个装置放在水平地面上,AB始终处于平衡状态,当重360N的小薇站在A点时,电流表的示数,为0.1A,求:
(1)小薇在A点时,C处受到硬杆的拉力; (2)小薇在A点时,地面对硬杆底部R的支持力; (3)当电流表的示数为0.3A时,小薇距A点多少米?
【答案】(1)120N;(2)60N;(3)2m 【解析】
(1)由杠杆平条件得:
G1·lOA=F1lOC=F1·(lAB – lBC - lOA) 360×1=F1·(5-1-1) F1=120N (2)由欧姆定律得: ??1=??=0.1=30??
1
??3
由图可知:N1=60N (3)对硬杆进行受力分析:
G2=N1+F1=60+120=180N
F1 N1 G2 由欧姆定律得: ??2=
????2
=
30.3
=10??
由图可知:N2=300N
因为N2>G2,所以小薇在O点的左方。
对此时的硬杆进行受力分析:
F2=N2-G2=300-180=120N
N2 由杠杆的平衡条件得:
G1·( l - lOA )=F2·lOC
360×(l - 1)=120×3
G2 l=2m
F2