题目内容

【题目】图甲是小明同学设计的测小灯泡电功率的实验电路(灯泡额定电压U=2.5V):

(1)小明所接的实验电路存在连接错误,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确,请在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法;

________

(2)电路连接正确后,闭合开关发现小灯泡不亮,但电流表有示数且很小,接下来应进行的操作是______

A.更换小灯泡 B.检查开关是否闭合

C.移动滑动变阻器滑片 D.检查电压表是否断路

(3)正确操作后,小灯泡发光,这时电压表的示数为2V,则应向______移动滑动变阻器的滑片,直到______时为止,此时电流表的示数(如图乙所示)为___________A,则小灯泡的额定功率为___________W

(4)同组的明月同学也设计了一个电路图(如图丙),测出了该小灯泡正常发光时的功率,其中定值电阻的阻值R=25Ω,正确操作过程如下:

①只闭合开关SS2,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为I1=______A

②只闭合开关SS1,保持滑动变阻器滑片的位置不动,读出电流表示数为I2

③小灯泡额定功率表达式为P=______(用符号表示)。

【答案】 C 电压表示数为2.5V 0.3 0.75 0.1 U(I2I1)

【解析】

(1)[1]电压表内阻很大相当于开路,在测小灯泡电功率的实验电路中,电压表应该并联在灯泡两端,所以图中电源负极与小灯泡左端的导线连接错了,应该将小灯泡左端与滑动变阻器的左上接线柱连接,如图所示

(2)[2]闭合开关发现小灯泡不亮,但电流表有示数且很小,即电路连接无误,所以接下来应该移动滑动变阻器的滑片,故应该选择C

(3)[3][4]在测小灯泡电功率的实验中,应该使小灯泡两端电压,即电压表示数等于小灯泡的额定电压即2.5V;正确操作后,小灯泡发光,这时电压表的示数为2V,需要移动滑片使电压表示数中增大,根据U=IR可知应该增大电流,即减小电阻,所以应向右移动滑动变阻器的滑片,是使电压表示数为2.5V

[5]如图乙所示电流表选择的是分度值为0.02A的小量程,示数为0.3A

[6]根据P=UI可知小灯泡正常发光时的额定功率为

(4)[7][8]只闭合开关SS2,小灯泡L与定值电阻R并联后与滑动变阻器串联,电流表测定值电阻R所在支路电流,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为

此时小灯泡正常发光;只闭合开关SS1,小灯泡L与定值电阻R并联后与滑动变阻器串联,电流表测干路电流,保持滑动变阻器滑片的位置不动,读出电流表示数为I2,根据并联电电路干路电流等于各支路电路之和可得小灯泡通过的电流

根据P=UI可知小灯泡的额定功率

练习册系列答案
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【题目】阅读以下材料完成题

双光温测智能识别系统

在企业复工复产和人口聚集的地方,体温监测是疫情防控的第一大关口,双光温测智能识别系统,大幅度地提高了测温效率,为疫情防控工作提供了有力保障。

双光温测智能识别系统相较于传统人工问询、查验、登记、测温的防疫工作流程,大大提高效率和准确度,减少了人工操作环节,有效减少因近距离接触导致的交叉感染风险。使用双光温测智能识别系统,保证每个通过的人额头上都显示温度,体温正常者和. 异常者在大屏幕上清晰可见,如图所示。而双光温测智能识别系统. 中测量温度的原理主要是红外测温。60年代找国研制成功第一台红外测温仪,国产红外热像仪在昆明研制成功,实现了国产化。

光学系统汇集其视场内的目标红外辐射能量,视场的大小由测温仪的光学零件以及位置决定。红外能量聚焦在光电探测仪上并转变为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路按照仪器内部的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。除此之外,还应考虑目标和测温仪所在的环境条件,如温度、气氛、污染和干扰等因素对性能指标的影响及修正方法。

一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布——与它的表面温度有着十分密切的关系。因此,通过对物体自身辐射的红外能量的测量,便能准确地测定它的表面温度,这就是红外辐射测温所依据的客观基础。

黑体辐射定律:黑体是一种理想化的辐射体,它吸收所有波长的辐射能量,没有能量的反射和透过,其表面的发射率为1。应该指出,自然界中并不存在真正的黑体,但是为了弄清和获得红外辐射分布规律,在理论研究中必须选择合适的模型,这就是普朗克提出的体腔辐射的量子化振子模型,从而导出了普朗克黑体辐射的定律,即以波长表示的黑体光谱辐射度,这是一切红外辐射理论的出发点,故称黑体辐射定律。

物体发射率对辐射测温的影响:自然界中存在的实际物体,几乎都不是黑体。所有实际物体的辐射量除依赖于辐射波长及物体的温度之外,还与构成物体的材料种类、制备方法、热过程以及表面状态和环境条件等因素有关。因此,为使黑体辐射定律适用于所有实际物体,必须引入一个与材料性质及表面状态有关的比例系数,即发射率。该系数表示实际物体的热辐射与黑体辐射的接近程度,其值在零和小于1的数值之间。根据辐射定律,只要知道了材料的发射率,就知道了任何物体的红外辐射特性。

当用红外辐射测温仪测量目标的温度时首先要测量出目标在其波段范围内的红外辐射量,然后由测温仪计算出被测目标的温度。单色测温仪与波段内的辐射量成比例;双色测温仪与两个波段的辐射量之比成比例。

红外系统:红外测温仪由光学系统光电探测器信号放大器信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量,视场的大小由测温仪的光学零件及其位置确定。红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路,并按照仪器内疗的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。

(1)一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出______

(2)通过对物体自身辐射的红外能量的测量,便能准确地测定它的______,这就是红外辐射测温所依据的客观基础;

(3)红外能量聚焦在光电探测仪上并转变为相应的______。该信号经过放大器和信号处理电路按照仪器内部的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的______

【题目】游乐场过山车是比较惊险刺激的项目,小明游玩后对此项目比较感兴趣,准备对过山车到达竖直平面内的圆形轨道内侧的顶端而不会掉下来的情况进行研究。他从网上购买如图所示的离心轨道。小明把钢球从斜轨较高的A处由静止释放钢球,到达轨道最低点C处后,再沿竖直平面内的圆形轨道内侧经最高处D点,走完圆形轨道,再爬上斜轨到达E处。在实验过程中,得到许多发现。

(1)A处由静止释放钢球,达轨道最低点C处,此过程中钢球的动能______,重力势能_________;(增加/减小)

(2)A处由静止释放钢球,进入竖直平面内的圆形轨道内侧经最高处D点,轨道对钢球的支持力的方向是竖直_____________(向上/向下);

(3)把钢球放在与D处等高点B处由静止释放,钢球_______(能/不能)达到圆轨内侧最高点D处;

(4)小明查阅资料得知:物体的动能、重力势能和机械能的表达式分别为为物体的质量,为物体的速度,为物体距离水平面的高度,物体的机械能是它的动能和重力势能之和)。设上述轨道是光滑的,则钢球沿斜面下滑的过程中机械能守恒(即在轨道任一个位置钢球的机械能的值不变);

若己知,圆形轨道的半径为40cm,现将钢球球从A处由静止上释放,当它运动到竖直平面内的圆形轨道内侧经最高处D点时的速度_______m/s。(g=10N/kg

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