题目内容
【题目】小明根据如图甲所示的电路组装成调光灯,并进行测试。电源电压保持不变,小灯泡的额定电压是6V,小灯泡的I-U图像如图乙所示。求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻。
(2)小灯泡正常发光10min消耗的电能。
(3)经测算,小灯泡正常发光时的功率占电路总功率50%,如果把灯光调暗,使小灯泡两端电压为3V,小灯泡的实际功率占电路总功率的百分比是多少?
(4)小明认为这个调光灯使用时,小灯泡的功率占电路总功率的百分比太低,请写出一种出现这种情况的原因。
【答案】(1)6Ω(2)3600J(3)25%(4)灯泡发光时的电压比电源电压小太多或者滑动变阻器消耗的电能太多
【解析】
(1)由图乙可知,小灯泡正常发光时的电流I额=1A,额定电压U额=6V,
小灯泡正常发光时的电阻R==6Ω;
(2)小灯泡正常发光消耗的电能W=UIt=6V×1A×10×60s=3600J;
(3)小灯泡正常发光时的功率占电路总功率50%,即=50%,P额=U额I额=6V×1A=6W,此时电路总功率P===12W,电源电压U===12V,当小灯泡两端的电压为3V时,流过小灯泡的电流为0.7A,此时小灯泡的实际功率P实=U1I1=3V×0.7A=2.1W,电路总功率P′=UI1=12V×0.7A=8.4W,小灯泡的实际功率P实占电路总功率的百分比为==25%;
(4)由(3)分析可知,调光灯使用时,小灯泡的功率占电路总功率的百分比太低,是小灯泡两端的电压太小或滑动变阻器两端的电压太大。
答:(1)小灯泡正常发光时的电阻是6Ω;
(2)小灯泡正常发光10min消耗的电能是3600J;
(3)小灯泡的实际功率占电路总功率的百分比是25%;
(4)详见解析。
【题目】小飞用图甲装置来探究杠杆的平衡条件,设弹簧测力计和钩码对杠杆的拉力分别为动力F1和阻力F2,l1和l2分别表示动力臂和阻力臂。他的实验思路是:改变F2、l1和l2,测得杠杆平衡时所需的拉力F1,来寻找F1、F2、l1和l2四个物理量之间的关系。已知实验前已调节杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计的量程为0~5N,杠杆上每一格长10cm。
实验次数 | 阻力F2/N | 阻力臂l2/cm | 动力臂l1/cm | 动力F1/N |
1 | 4 | 33 | 30 | |
2 | 4 | 18 | 30 | 2.4 |
3 | 4 | 7.5 | 30 | 1.0 |
(1)为便于测量力臂,弹簧测力计应沿_______方向拉杠杆,并使之在_____位置平衡;
(2)小飞首先保持F2和l1不变而改变l2,所获得的实验数据如表格所示。第1次实验中弹簧测力计示数的放大图如图乙所示,则F1=______N,此时杠杆的类型与______(选填“筷子”或“老虎钳”)相同;
(3)为获得更多组数据,小飞继续进行(2)中实验,则为能顺利完成实验,在改变阻力臂l2时,l2应不超过______cm;完成上述实验后,小飞接下来还应进行的实验有:①保持______不变而改变F2;②保持F2和l2不变而改变l1。