题目内容

【题目】图甲是小明在“测量小灯泡电功率”实验的电路图,小灯泡额定电压为2.5V.
(1)该实验的原理是(用公式表示).
(2)小明正确连接电路,闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表有示数,电流表示数为零,原因可能是小灯泡(填“短路”或“断路”).
(3)排出故障后,小明闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数为2.2V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图中滑片P向(填“左”或“右”)端移动.
(4)小明通过实验得到了小灯泡的I﹣U关系图象(图乙①),则小灯泡的额定功率是W,当小灯泡两端的电压是1V时,实际功率是W.
(5)将小灯泡换成待测电阻,通过实验测得数据后作出它的I﹣U关系图象(图乙②),则该待测电阻的阻值为
(6)完成上面实验后,小明还想测某未知电阻Rx的阻值,但身边的电压表彻底坏了,于是他设计了如图丙所示的电路(R0为已知阻值的定值电阻),请帮他把缺少的步骤补全,并写出Rx的表达式,实验步骤: Ⅰ.按照设计的电路图连接电路;
Ⅱ.只闭合开关S,记下电流表的示数I0
Ⅲ.
Ⅳ.计算电阻:Rx=(用已知物理量和测量出的物理量的符合表示).

【答案】
(1)P=UI
(2)断路
(3)左
(4)0.625;0.15
(5)20Ω
(6)再闭合S1 , 记下电流表的示数为I;
【解析】解:(1)测量电功率的原理:P=UI;(2)灯泡不亮,电流表示数为零,电压表有示数(电压表与电源串联测量电源电压有示数),说明灯泡断路;(3)电压表示数只有2.2V,小于额定电压,应增大灯泡两端的电压,应减小滑动变阻器分得的电压,故应减小滑动变阻器接入电路的阻值;由电路图可知,应将滑片向左滑动,使灯泡两端电压达到2.5V;(4)从小灯泡的I﹣U关系图象(图乙①)知,当小灯泡正常发光的电压为2.5V时,电流为0.25A, 则小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W;
由图乙知,当灯泡电压为1V时,电流为0.15A,则灯泡的实际功率P′=U′I′=1V×0.15A=0.15W;(5)从I﹣U关系图象(图乙②)知,当U=3V时,I=0.15A,则R= = =20Ω;(6)在没有电压表时测量电阻的实验步骤:
Ⅰ:照设计的电路图连接电路;
Ⅱ:闭合开关S,记下电流表的示数I0
Ⅲ:再闭合S1 , 记下电流表的示数为I;
Ⅳ:计算电阻:
待测电阻两端的电压Ux=U0=I0R0
通过的电流Ix=I﹣I0
Rx= =
所以答案是:(1)P=UI;(2)断路;(3)左;(4)0.625;0.15;(5)20Ω;(6)再闭合S1 , 记下电流表的示数为I;

练习册系列答案
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2012年6月24日是个伟大的日子!“蛟龙”号载人潜水器深潜7020米新纪录诞生,“神舟九号”宇宙飞船与“天宫一号”手动交会对接成功,“蛟龙”与“神九”互致祝福,进行了穿越海天的对话,实现了“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”的伟大梦想!
目前,“蛟龙”号具备了在全球99.8%的海洋深处开展科学研究、资源勘探的能力.“蛟龙”号的形状外观如图所示,部分参数见下方表格.

“蛟龙”号部分参数

长×宽×高

8.2米×3.0米×3.4米

自身质量

22吨

最大荷载

240公斤

载人

限3人

最大速度

25海里/小时

巡航速度

1海里/小时

最大工作设计深度

7000米

正常水下工作时间

12小时

这次深潜纪录的创造反映了“蛟龙”号高端技术的创新与突破.
新技术突破一﹣﹣高速水声通信技术
电磁波在海水中传播的距离很有限,而普通水声传输又有延时长、复杂环境中有效提取信号难等严重缺陷,“蛟龙”号潜入深海数千米,如何实现实时通讯是个重要难题.中国科学院研发了具有世界先进水平的高速水声通信技术﹣﹣利用通信声呐进行水下通信联络,成功解决了这一难题.通信声呐是由发射基阵和接收基阵组成,基阵又由换能器基元组成.换能器一般用压电陶瓷材料制成,可将发射机产生的电信号转换为声信号,也可以将接收机接收的声信号转换为电信号.此次“蛟龙”与“神九”成功实现穿越海天对话,高速水声通信技术功不可没.
新技术突破二﹣﹣大容量充油银锌蓄电池
“蛟龙”号搭载的是我国自主研发的、储存电能超过110千瓦时的大容量充油银锌蓄电池,该电池的蓄电能力为美国同类潜水器蓄电池的2倍,成功解决了“蛟龙”号正常水下工作时间长,但又不能携带太重蓄电池的困难.
新技术突破三﹣﹣悬停定位和自动航行
由于不同海域、不同深度的海水密度不同,“蛟龙”号在水中受到的浮力是变化的.按潜航员叶聪的说法,“这次7000米级海试的试验海域,根据测量,海面海水的密度是每立方米1021公斤,而7000米深的海水密度变成每立方米1059公斤.‘蛟龙’号自重22吨,算下来在7000米深度时受到的浮力大概比在海面时要大800多公斤力”(公斤力是工程中常用的力的单位,1公斤力大约等于10牛).
浮力的变化要靠压载铁来平衡,所谓“压载铁”,就是给“蛟龙”号增加重量的铁块.“蛟龙”号海试团队用周密的数学模型,能根据在不同海域测得的海水温度、盐度和深度等参数精确地计算下潜时所需要的“压载铁”重量.
“蛟龙”号挂好所需压载铁,注水下潜,当下潜至预定深度时,“蛟龙”号能克服自身晃动、海底洋流等内外干扰,通过适时抛掉一定数量的压载铁,利用相关技术实现悬停.此外,“蛟龙”号还具备自动定向、定高、定深三大功能,能够在复杂环境中自动航行,在已公开的消息中,尚未有国外深潜器具备类似功能.当完成工作后,潜航员再抛掉适量的压载铁,实现上浮.可见,无论是下潜,悬停,还是上浮,压载铁的作用都是巨大的.
“祝愿中国载人深潜事业取得新的更大成就!祝愿我们的祖国繁荣昌盛!”,“神九”航天员景海鹏在太空向“蛟龙”号的祝贺,道出了全体中华儿女的心声!
(1)换能器可实现信号与信号的相互转换.
(2)潜艇下潜深度一般是几百米,而“蛟龙”号下潜深度一般是几千米,“蛟龙”号在深海中必须通过抛掉压载铁实现上浮,而不是像潜艇那样采用排水的方法实现上浮,请写出可能的原因及你的理由

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