题目内容
【题目】如图甲所示为某自动恒温箱内部的工作电路简图。恒温箱内部的电路由控制电路和加热电路两部分组成,控制电路中电源两端的电压恒为15V,定值电阻R1的阻值为10kΩ,R2为装在恒温箱内的热敏电阻,R2的阻值随温度变化的图像如图乙所示,电压鉴别器可通过内部装置控制加热电路中开关S的通断,当a、b间的电压小于5V时,开关S接通,恒温箱内的电热丝通电发热,箱内温度升高;当大于6V时,开关S断开,电热丝停止加热。分析电路时,可将电压鉴别器内部视为断路。求:
(1)当a、b间的电压等于5V时,通过定值电阻R1的电流大小;
(2)该恒温箱的温度将保持在什么范围?
(3)若想使此恒温箱的最高温度升高到50,在不更换电源、鉴别器、R1和R2的情况下,只需在电路中增加一个电阻,请通过计算说明应使用多大的电阻?如何连接?
【答案】(1)5×10-4A;(2)25~35;(3)给R1并联一个20kΩ
【解析】
(1)由图可知,控制电路中电压鉴别器并联在定值电阻R1的两端, 由欧姆定律可得,当时,通过定值电阻R1的电流为
(2)由题可知,当小于5V时,开关S接通,所以当时,由串联电路特点知,定值电阻R2的两端电压为
由串联电路特点和欧姆定律可知
则此时定值电阻R2的阻值为
由图像可知,此时恒温箱的温度为
由题可知,当大于6V时,开关S断开,电热丝停止加热,所以当时,此时定值电阻R2的两端电压为
由串联电路特点和欧姆定律可知
则此时定值电阻R2的阻值为
由图像可知,此时恒温箱的温度为
即该恒温箱的温度将保持在25~35之间。
(3)由图像知,当恒温箱内温度为50时,热敏电阻阻值为10kΩ,不更换电源、鉴别器、R1和R2,当大于6V时,开关S断开,电热丝停止加热,所以当时,此时通过热敏电阻的电流为
此时ab间电阻为
所以应给R1并联一个电阻R,则由并联电路电阻关系可知
即
解得:R=20kΩ,所以需给R1并联一个20kΩ的电阻。
答:(1)当a、b间的电压等于5V时,通过定值电阻R1的电流为5×10-4A;
(2)该恒温箱的温度将保持在25~35之间;
(3)若想使此恒温箱的最高温度升高到50,在不更换电源、鉴别器、R1和R2的情况下,需给R1并联一个20kΩ的电阻。
【题目】小明探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置和过程如图所示。
(1)实验中应使用______(选填“相同”或“不相同”)的斜面,并且使小车每次在斜面上释放的高度相同,这样做的目的是控制小车到达水平面时速度相同。
(2)小明收集了如下表所示的实验数据,分析可知阻力对物体运动的影响是:_________。小明进一步推理:若小车受到的阻力为零,小车将________________________。
接触面 | 毛巾 | 棉布 | 木板 |
阻力大小 | 大 | 较大 | 小 |
小车移动的距离 | 11.2cm | 23.7cm | 33.6cm |
(3)如图所示为某些高速公路上为失控车辆所设置的紧急避险车道,通过上面的探究学习我们知道,避险车道铺上砂石是为了____________,从而减小车速,而且紧急避险车道一般为斜面,从能量转化的角度来看是因为:_________________________。
(拓展)分析实验数据可知,小车在毛巾和木板上受到的阻力之比为________。