(2)由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流,
当滑片P缓慢向B端移动的过程中,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小, 由I=可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大; 由U=IR可知,灯泡两端的电压变大,即电压表的示数变大;
因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以,由P=UI可知,灯泡的实际功率变大,灯泡变亮. (3)由图可知,电流表所选量程为0~0.6A,则由指针位置可知,此时电流表的示数是0.2A, 由灯泡的额定电压U0=3.8V,可知,电压表应接0~15V,若接在0~15V量程,那么由指针位置可知,此时电压为10V,而电源电压为6V,所以没有接在0~15V量程,接在0~3V量程,故此时电压表的示数为2V; (4)因为灯泡电阻随温度的变化而变化,题中所求电阻值RL与灯泡正常发光时的阻值不相等,
因为灯泡电阻随温度的升高而增大,所以根据P0=求出的功率比额定功率小.
故答案为:(1)见上图;(2)变大;亮;(3)0.2;2;电压表量程接错,应该接0~15V,实际接了0~3V; (4)灯泡电阻随温度的变化而变化,题中所求电阻值RL与灯泡正常发光时的阻值不相等.
【点评】本题考查了连接电路图、欧姆定律的应用、串联电路的特点,连接电路图时,要注意电表量程的选择,注意电表正负接线柱不要接反,第(4)小题有一定的难度,解题是时要注意认真分析.
四、讨论计算题(本题共3个小题,第18题6分,第19题8分,第20题8分,共22分) 19.如图所示的电路中,电源电压恒为30V,电阻R1为15Ω.同时闭合开关S1、S2时,电流表的示数为2.5A.求: (1)通过电阻R1的电流; (2)电阻R2的阻值.
. . .
【分析】由电路图可知,同时闭合开关S1、S2时,R1与R2并联,电流表测干路电流. (1)根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过电阻R1的电流; (2)根据并联电路的电流特点求出通过电阻R2的电流,再根据欧姆定律求出电阻R2的阻值. 【解答】解:由电路图可知,同时闭合开关S1、S2时,R1与R2并联,电流表测干路电流. (1)因并联电路中各支路两端的电压相等, 所以,通过电阻R1的电流:
I1===2A;
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和, 所以,通过电阻R2的电流: I2=I﹣I1=2.5A﹣2A=0.5A, 则电阻R2的阻值:
R2===60Ω.
答:(1)通过电阻R1的电流为2A; (2)电阻R2的阻值为60Ω.
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用,是一道基础题目.
20.小杜家有一台浮管式水力发电机,它可以利用流水资源实现24小时全天候发电.图甲是发电机在流水中的工作示意图,在水深1m、水面宽1m、横截面为矩形的沟渠中发电机的输出功率和水流速度的关系如图乙所示.求:
(1)当水流速度为1.5m/s时,24h可以发电多少千瓦时? (2)发电机对家里“220V 800W”的电饭锅供电,实测家中电压约为额定电压的0.9倍,电饭锅煮饭时的实际功率约为多少瓦?
. . .
(3)水力发电利用了大量流水资源,当水流速度为1.5m/s时,1h通过沟渠横截面的水是多少吨? 【分析】(1)由图乙可知水流速度为1.5m/s时的功率,利用P=可求得24h可以发电多少千瓦时;
(2)根据“220V 800W”求得电饭锅电阻,然后利用P=
可求得电饭锅煮饭时的实际功率;
(3)已知流速和运动时间可以求出水的体积,根据公式ρ=可以求出水的质量. 【解答】解:(1)由图乙可知水流速度为1.5m/s时的功率P=500W=0.5kW, 由P=可得,W=Pt=0.5kW×24h=12kWh;
(2)由P=UI,I=可得,P=,则电饭锅电阻R=
==60.5Ω,
U实际=0.9U额=0.9×220V=198V,
电饭锅煮饭时的实际功率P实际==
2
=720W.
(3)沟渠横截面的面积S=1m×1m=1m,
233
1h内流水的体积V=Svt=1m×1.5m/s×3600s=5.4×10m;
由ρ=可得,这些水的质量m=ρV=1.0×10kg/m×5.4×10m=5.4×10kg=5.4×10t; 答:(1)当水流速度为1.5m/s时,24h可以发电12千瓦时; (2)电饭锅煮饭时的实际功率约为720瓦;
(3)水力发电利用了大量流水资源,当水流速度为1.5m/s时,1h通过沟渠横截面的水是多少吨5.4×10t. 【点评】此题考查了实际功率和密度公式的应用,解答此题的关键是从题目中提取用于的信息.
21.如图甲是西南大学校内的一座塑像,其基座结构类似于图乙和丙的模型.若A、B是质量分布均匀地正方体物块,其边长分别是20cm、30cm,密度之比ρA:ρB=3:1.将A放在水平地面上,B放在A的上面,A对水平地面的压强为5100Pa(如图乙).求: (1)图乙中,物块A对地面的压力; (2)物块A的密度; (3)若将物块B放在水平地面上,A放在B的上面(如图丙),要使B对地面的压强为2800Pa,应将物块B沿竖直方向切去几分之几.
3
3
3
33
6
3
. . .
【分析】(1)根据压强的变形公式即可求出物块A对地面的压力;
(2)因为水平地面上静止的物体,地面受到的压力等于重力,所以甲乙的总重力等于图乙中物块A对地面的压力,然后根据密度的变形公式和重力的计算公式即可求出物块A的密度; (3)设应将物块B沿竖直方向切去的比例为x,则由G=mg和p=求出切去比例. 【解答】解: (1)由p=可得,物块A对地面的压力:F=pSA=5100Pa×0.2m×0.2m=204N;
(2)图乙中物块A对地面的压力等于物体AB的总重力,所以AB的总重力G总=F=204N; 由重力和密度公式可得:GA+GB=ρAVAg+ρBVBg=204N, 因为ρA:ρB=3:1,所以有: ρA×(0.2m)×10N/kg+ρA×(0.3m)×10N/kg=204N,
解得:ρA=1.2×10kg/m;
333
(3)物块A的重:GA=ρAVAg=1.2×10kg/m×(0.2m)×10N/kg=96N; 物块B的重:GB=ρBVBg=×1.2×10kg/m×(0.3m)×10N/kg=108N; 设将物块B沿竖直方向切去的比例为x,则B剩余部分的底面积为(1﹣x)SB, 沿竖直方向切去物块B后,设剩余部分占物块B体积的比例为x, 则物块B剩余部分的底面积为SBx,物块B剩余部分的重为GBx,
3
3
3
3
3
3
3
则由p=可得:pB==2800Pa,
即=2800Pa,
解得x=,则将物块B沿竖直方向切去了三分之一的体积. 答:(1)图乙中,物块A对地面的压力为204N;
(2)物块A的密度为1.2×10kg/m;
(3)要使B对地面的压强为2800Pa,应将物块B沿竖直方向切去三分之一.
【点评】本题考查了压力、压强的计算,灵活的运用p=是解题的关键,要注意水平面上物体的压力和自身的重力相等.
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3
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