题目内容
【题目】如图甲所示,是某同学“探究定值电阻R0的发热功率P0、滑动变阻器R消耗的电功率PR和电源总功率PU随电流I变化的关系”的实验电路图,通过实验得到的数据用描点法在同一坐标系中作出了a、b、c三条图线,如图乙所示.根据图象可知,R0=Ω,滑动变阻器R消耗的最大电功率为W.
【答案】1;2.25
【解析】(1)电源电压U不变,由P=UI可知,电源总功率PU与电流I成正比,图象是一条倾斜的直线,由图象可知,电源总功率PU随电流I变化的关系图线是a;由图象可知,电源总功率PU=9W时,电流I=3A,由P=UI可得,电源电压: ;
(2)由P=I2R可知,定值电阻R0的发热功率P0与电流I是二次函数关系,则由图象可知,定值电阻R0的发热功率P0随电流I变化的关系图线是b,且定值电阻R0的最大功率P0=9W,电路电流I=3A,由P=I2R可得,电阻R0的阻值: ;
(3)图线a表示PU-I图象,图线b表示P0-I图象,则图象c表示PR-I图象,设变阻器R消耗的电功率最大时,电路中的电流为I,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,由 可得,滑动变阻器两端的电压:UR=U-IR0=3V-I×1Ω,滑动变阻器消耗的电功率:PR=URI=(3V-I×1Ω)I=2.25W-(I- A)2×1Ω,当I= A时,滑动变阻器消耗的电功率最大,最大为2.25W.
所以答案是:1;2.25.
【考点精析】解答此题的关键在于理解欧姆定律及其应用的相关知识,掌握欧姆定律的应用: ① 同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大.(R=U/I) ② 当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小.(I=U/R) ③ 当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大.(U=IR),以及对电功率的计算公式的理解,了解计算电功率公式:P =W/t ;P=UI ; 式中单位P→瓦(w);W→焦;t→秒;U→伏(V);I→安(A)计算电功率还可用公式:P=I2R和P= U2/R.
【题目】微风吹过,金属管风铃发出悦耳的声音,小明想探究管子发出声音的频率与长度、直径的关系.他选取了材料与管壁厚度都相同,长度和直径都不同的三根直管,将它们用细线悬挂,敲击后,测出各自发出声音的频率,数据如下表:
编号 | 长度/cm | 直径/cm | 频率/Hz |
1 | 1.50 | 2131 | |
2 | 31.00 | 2.00 | 1284 |
3 | 48.50 | 2.50 | 656 |
(1)用刻度尺测量1号管长度如图所示.读数是cm.
(2)三根管中音调最低的是号.
(3)根据表中数据,能否得出“管子发出的声音的频率随长度、直径的增大都会减小”的结论?请说明你的理由. 答:(能/不能);理由:
(4)小明发现悬挂的金属管发出声音时在做有规律的摆动,认为金属管发出的声音是由于摆动所产生的.请设计一简单的实验来检验小明的想法,简要写出实验方案和判断方法. 实验方案:;判断方法: .