题目内容
【题目】小黎同学测定标有“2.5V”字样(正常工作电流大约是0.25A)小灯泡的额定功率,现有器材:电源(电压恒为6V),电流表(量程0﹣0.6A),电压表(量程0﹣3V),开关、导线若干,另有三种规格的滑动变阻器可供选择:R1(10Ω 1A)、R2(20Ω 0.5A)、R3(100Ω 0.1A).按如图甲是实验电路进行实验,请完成下列问题:
(1)通过估算,滑动变阻器应选用 , 连接好电路后,闭合开关S,小黎同学发现无论怎样移动滑动变阻器滑片P,小灯泡都不发光,此时电流表示数为零,但电压表有示数,则故障为; A.灯泡断路 B.灯泡短路
C.变阻器断路 D.电阻器短路
(2)排出故障后,闭合开关S,电压表示数为2.0V,此时应将滑片P向(选填“A”或“B”)端移动,使电压表示数为V,再读出电流表示数,即可求出小灯泡的额定功率.老师告诉小黎,电压表有示数时内部有微弱的电流通过,如果考虑这个微弱电流的影响,所测小灯泡的额定功率偏(选填“大”或“小”)
(3)同组的小李用甲图实验中的电源、电压表、滑动变阻器,另选单刀双掷开关,R0=30Ω的定值电阻,按乙图所示的电路来测量该小灯泡的额定功率,你认为此方案(选填“可行”或“不可行”)
【答案】
(1)R2(20Ω 0.5A);A
(2)A;2.5;大
(3)不可行
【解析】解:(1)因小灯泡的额定电压为2.5V,正常工作电流大约是0.25A,电源电压为6V,由串联电路电压的规律,当灯正常发光时,变阻器分得的电压:U滑=U﹣UL=6V﹣2.5V=3.5V,由欧姆定律I= ,变阻器连入电路中的电阻大小约为: R滑= = =14Ω>10Ω,考虑到电流因素,故选用R2(20Ω 0.5A)的变阻器;
A.若灯泡断路,则电压表串联在电路中,因电压表内阻很大,电路中电流即电流表示数几乎为0,灯不光,但电压表与电源连通,故电压表有示数,符合题意;
B.若灯泡短路,则电压表示数为0,不符合题意;
C.若变阻器断路,则电路为断路,两表均无示数,不符合题意;
D.若电阻器短路,则两表均有示数,不符合题意;
选A;(2)灯在额定电压下正常发光,电压表示数为2.0V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向A移动,直到电压表示数为额定电压2.5V,即可求出小灯泡的额定功率;
因电压表与灯并联,电压表测量的灯的电压是准确的,根据并联电路电流的规律,电流表的示数大于实验通过的灯的电流,根据P=UI,所测小灯泡的额定功率偏大;(3)若将开关置于b处,通过移动滑片可使灯的电压为2.5V,此时电压表的下端与电源正极连接,即电流从电压表下端流入,电压表下端与其正接线柱相连;将开关置于a处时,电流从电压表上端流入了,即从其负接线柱流入了,故不能测量出电压大小,故按乙图所示的电路来测量该小灯泡的额定功率,此方案不可行.
所以答案是:(1)R2(20Ω 0.5A);A;(2)A;2.5;大;(3)不可行.
【题目】归纳式探究﹣﹣研究带电粒子在电场和磁场中的运动:物理学中,磁场的强弱用磁感应强度表示,符号是B,单位是T.磁感应强度的大小和方向都相同的磁场叫做匀强磁场.
如图所示,初速度可视为零的带电粒子,从容器A下方的小孔S1经过加速电场加速,然后经过小孔S2垂直于磁场方向进入匀强磁场中,做匀速圆周运动.
若带电粒子的质量为m,电荷量为q,加速电场的电压为U,匀强磁场的磁感应强度为B,粒子在磁场中做圆周运动扫过的半圆面积为S,经研究不同粒子在不同情况下得到数据如下表:
m/kg | q/C | U/V | B/T | S/m2 |
1×10﹣25 | 5×10﹣18 | 2 | 1 | 4π×10﹣8 |
1×10﹣25 | 10×10﹣18 | 2 | 1 | 2π×10﹣8 |
2×10﹣25 | 5×10﹣18 | 2 | 1 | 8π×10﹣8 |
2×10﹣25 | 5×10﹣18 | 4 | 1 | 16π×10﹣8 |
1×10﹣25 | 5×10﹣18 | 2 | 2 | π×10﹣8 |
(1)S=k , 其中k=(填上数值和单位).
(2)对同一个粒子,进入不同的电场和磁场中,要使粒子在磁场中的圆周运动扫过的半圆面积相等,则电压U和磁感应强度B的关系可以用图象中的图线表示.
(3)一个质量为4×10﹣25kg、带电量为2×10﹣17C的粒子,经过电压为V的电场加速后进入磁感应强度为5T的匀强磁场中,它做圆周运动扫过的半圆面积为8π×10﹣9m2 .
【题目】小丽学习机械效率后,想知道不同的动滑轮提升相向重物的机械效率是否相同,于是她用三个自重不同的动滑轮,进行了如图所示的实验,测得数据如表所示:
序号 | 动滑轮自重 | 被提钩码重力 | 弹簧测力计示数F/N | 动滑轮的机械效率 |
① | 0.2 | 6 | 3.2 | 93.8% |
② | 0.5 | 6 | 3.4 | 88.2% |
③ | 1.5 | 6 | 4.0 |
(1)在实验中,弹簧测力计应竖直向上拉动;
(2)第③次实验中,动滑轮的机械效率为%;
(3)分析表中数据,可得出的结论是:当一定时,动滑轮越重,其机械效率越 .