题目内容
【题目】如图,一质量为40g。体积为50cm3的铁制小球放入盛水的薄玻璃容器中,在玻璃容器下方有一已经接入电路的螺线管,小灯泡标有“6V3W“字样,通过螺线管的电流I与螺线管对铁制小球的作用力F的关系如表,假设灯丝电阻保持不变,不考虑小球与螺线管距离的远近对力F的影响。
I/A | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 |
F/N | 0.05 | 0.1 | 0.15 | 0.2 | 0.25 |
(1)闭合开关后,通电螺线管A端是______极,调节滑动变阻器,滑片向右移动,则通电螺线管的_____会增强。
(2)闭合开关,调节滑动变阻器使铁制小球能够悬浮在水中,此时,小灯泡消耗的功率是多少W____?
(3)闭合开关,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,当铁制小球静止时,小球对容器底的压力是多少N__?
【答案】N 磁性 0.48W 0.15N
【解析】
(1)根据安培定则,螺线管中电流从B端流入、A端流出,则螺线管的A端为N极;滑动变阻器P向右移动时,接入电路中的电阻变小,电路中电流变大,再线圈匝数一定时,螺线管中电流越大,磁性越强。
(2)小球受到的重力G=mg=40×10-3kg×10N/kg=0.4N。S闭合后,小球悬浮,此时F浮=G+F。此时小球所受浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×50×10-6m3=0.5N,则F= F浮-G=0.5N-0.4N=0.1N。查表可知,此时电路中的电流I=0.2A。根据灯的铭牌可知RL===12Ω,此时灯泡消耗的功率是PL=I2RL=(0.2A)2×12Ω=0.48W。
(3)当小灯泡正常发光时,电路中电流为I=IL===0.5A,查表可知此时通电螺线管对小球的吸引力F=0.25N,此时小球受到向下的力为F+G=0.25N+0.4N=0.65N,而受到向上的力为F浮= 0.5N,0.65N>0.5N,所以小球将沉底。当小球沉底静止时,除了受到F、G、F浮之外,还受到容器底的支持力F支,由受力分析可知:F+G=F浮+F支,则F支=F+G-F浮=0.25N+0.4N-0.5N=0.15N。因容器底对小球的支持力与小球对容器底的压力为一对相互作用力,所以小球对容器底的压力F压= F支=0.15N。
【题目】利用如图电路研究“电流与电阻的关系”,其中电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”,滑动变阻器的规格为“50Ω,1A”,依次将阻值为5欧、10欧、20欧的定值电阻接入AB之间完成实验,获得数据如下表。
实验组别 | 1 | 2 | 3 |
电阻R(欧) | 5 | 10 | 20 |
电流I(安) | 0.4 | 0.2 | 0.1 |
请回答:
(1)完成第一组实验,断开开关,拆下5欧的电阻,改接10欧的电阻。继续操作有以下四步:①闭合开关;②将滑动变阻器的滑片移到最右端;③记录电流表示数;④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。从安全和规范角度考虑,正确的顺序是_____;
(2)上述操作④中判断滑片已处于适当位置的依据是_____;
(3)依据表中数据作出了下列图象,其中正确的是_____;
(4)要完成本次实验,电源最多只能将_____节干电池串联。