题目内容
【题目】在如图所示电路中,小灯泡R1标有“4V 1.6W”字样,定值电阻R2=20Ω,滑动变阻器R3允许通过的最大电流为1A,电流表A1的量程为0~0.6A,电流表 A2的量程为 0~3A,电压表的量程为 0~3V,电源电压和小灯泡的阻值均保持不变。只闭合开关S2时,电压表的示数为2V;将滑动变阻器滑片滑到最左端,闭合所有开关,此时电流表A2示数为0.5A。电源电压是_____V,滑动变阻器R3的最大阻值_____Ω;只闭合开关S3,在电路安全的情况下,小灯泡电功率的变化范围_____W。
【答案】6 30 0.225~0.9
【解析】
[1]由小灯泡R1标有的“4V 1.6W”字样,由功率计算公式
可知小灯泡电阻为
只闭合开关S2时,小灯泡R1与定值电阻R2串联,电压表测量小灯泡R1的两端电压,则电路电流为
则电源电压为
[2]将滑动变阻器滑片滑到最左端时接入阻值最大,闭合所有开关,滑动变阻器与定值电阻R2并联,小灯泡R1短路,电流表A2测量干路电流,则定值电阻R2所在支路电流为
则滑动变阻器所在支路电流为
则滑动变阻器R3的最大阻值为
[3]只闭合开关S3,小灯泡R1与滑动变阻器串联,电压表测量小灯泡R1的两端电压,在电路安全的情况下,当滑动变阻器接入阻值最大时,电路电流最小,为
此时小灯泡电功率最小,为
由于电压表的量程为 0~3V,由串联电路电阻分压特点,则滑动变阻器接入的阻值不应小于小灯泡的阻值,则小灯泡两端电压最大为3V,此时其电功率最大为
【题目】学习“电磁感应”时,老师演示了发电机模型的实验(如图),摇动把手,使线圈快速转动,小灯泡就亮了。小刚想到:产生电流的条件可能与线圈在磁场中的运动有关。他和同学们开始了探究:
(1)小刚将一根导体棒的两端用细导线悬挂起来,并与灵敏电流计、开关串联组成闭合电路,将导体棒放在蹄形磁体的磁场中(如图甲)。小红提醒他,先把开关_______才能进行实验。正确操作后,小刚完成了几次实验,将磁极位置、导体棒的运动方向和产生电流的情况记录如图乙,其中a表示垂直于纸面方向的导体棒;
(2)小刚据此得出“只要导体棒在磁场中运动,闭合电路中就会产生电流”的结论,小红认为还应让导体棒做垂直于纸面向里、向外和________方向的运动,才能使探究更充分;
(3)随着导体棒的运动,灵敏电流计的指针会发生左右偏转,于是他们对“产生电流的方向与哪些因素有关”作了如下的猜想:
猜想1:产生电流的方向与磁场方向有关;
猜想2:产生电流的方向与导体运动方向有关;
为验证猜想,同学们进行了相应的实验,将现象记录在如下的表格中
实验序号 | 磁极位置 | 导体棒运动情况 | 电流计指针偏转情况 |
1 | 上N下S | 水平向右运动 | 向右偏转 |
2 | 上S下N | 水平向右运动 | 向左偏转 |
3 | 水平向左运动 | 向右偏转 |
分析第1、2两次实验发现,产生电流的方向跟________有关;第3次实验中磁体上方为_____(选填“N”、“S”)极,和其他实验对照验证了猜想2;
(4)老师肯定了他们的探究,又介绍了科学家科拉顿的相关研究,1825年他用如图丙所示的实验装置,在两个房间中进行实验:
①实验中用______________的现象来判断电路中是否产生了电流;
②将导线、小磁针与磁铁、线圈分别置于两个房间,是为了________________;
③科拉顿将磁铁插进线圈里,然后迅速奔向另一个房间,没有观察到产生电流的现象;他再回到放着磁铁和线圈的房间里,把磁铁从线圈中抽了出来,又跑到磁针和导线所在的房间,还是没有观察到现象。科拉顿失去了发现电磁感应现象的机会,被后人评价为“跑失良机”。他没能观察到产生感应电流现象的根本原因是:______________。