题目内容
【题目】小明要测定一只标有“3.8V”字样小灯泡的额定功率,他选择了两节干电池、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和若干导线,连接了如图甲所示电路。
(1)小红认为小明所选器材不能完成此实验,其原因是___________。仔细审查电路连线后她还发现有接线错误,请你在接错的那根导线上打“X”,并另画一根导线,使电路连接正确_____。
(2)小明重新选择合理器材,将电路改接正确后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡额定功率为___________W。
(3)上述实验结束后,小明又设计了如图丙所示的电路,只用电压表来测量额定电压为3.8V小灯泡的额定功率,己知滑动变阻器总阻值为R,电源电压保持不变。请在下列横线上
补充好进行实验时的关键步骤,并用相应的字母表示测出的物理量。
步骤一:闭合开关S、S2,断开S1,___________。
步骤二:___________。
步骤三:___________。
写出小灯泡的额定功率的表达式:P额=___________。(用已知量和测出的物理量表示)
【答案】 电源电压低于灯泡的额定电压 见解析 1.444 步骤一:将滑动变阻器的滑片移到最上端,记下电压表的示数U 步骤二:闭合S、S1,断开S2,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为U2=U﹣3.8V 步骤三:闭合开关S、S2,断开S1,保持滑动变阻器滑片的位置不变,记下电压表示数U3 3.8V××U。
【解析】(1)灯在额定电压下正常发光,电源电压为3V小于灯的额定电压3.8V,故电源电压低于灯泡的额定电压,所选器材不能完成此实验;原电路中,电流表与变阻器串联后与灯并联,电压表串联在电路中是错误的,电压表与灯并联,电流与灯串联,改正后如下所示:
(2)图乙电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流大小为0.38A,则灯的额定功率为:P=UI=3.8V0.38A=1.444W;(3)根据上面的分析,具体步骤:①闭合开关S、S2,断开S1,将滑动变阻器的滑片移到最上端,记下电压表的示数U;②闭合S、S1,断开S2,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为U﹣3.8V,这时小灯泡正常发光;③闭合开关S、S2,断开S1,保持滑动变阻器滑片的位置不变,记下电压表示数U3。在①中,电压表示数U即电源电压,在②中,灯与滑片以下电阻丝R滑下的电阻串联,电压表测变阻器的电压,当电压表示数为U﹣3.8V,根据串联电路电压的规律,灯的电压3.8V,灯正常发光;在③中,电路中只有变阻器,根据串联电路电压的规律,滑片以上电阻丝的电压为:U﹣U3,根据分压原理,R滑上:R滑下=(U﹣U3):U3,因变阻器的总电阻为R,故R滑下=
R,在步骤二中,由欧姆定律和串联电路电流的规律,通过变阻器的电流即灯的额定电流:IL=
U.小灯泡的额定功率P额=ULIL=3.8V
U。
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【题目】小明利用如图甲所示装置,探究浮力的大小跟哪些因素有关。物体A(重12N)、烧杯、水、盐水、细线等器材做影响浮力大小因素的实验,下表是他记录的实验数据。
实验次数 | 物体A的状态 | 弹簧测力计的示数F/N |
1 | A的1/3体积浸在水中 | 10 |
2 | A的1/2体积浸在水中 | 9 |
3 | A浸没在水中 | 6 |
4 | A浸没在水面下不同深度 | 6 |
5 | A浸没在盐水中 | 5.4 |
(1)比较1、2、3次实验可知浮力的大小与_______有关,分析第4次实验可知浮力的大小与_______无关。比较3,5次实验可知浮力的大小与_______有关。
(2)小红发现,物体A浸没在不同液体中时弹簧测力计的示数不同。她又找来密度已知的多种液体,把物体A分别浸没在不同液体中进行多次实验,绘制出弹簧测力计示数F与液体密度ρ液的关系图象如图乙所示,则Fb=_______N,ρa=_______kg/m3。