题目内容

通过实验探究同学们知道了串联电路电流、电压规律，那么串联电路的电阻规律又是怎样的呢？
（1）现有阻值为R1、R2的两个定值电阻，请利用所学的物理知识，画出相应电路图，标出对应物理量（自设相关物理量），推导出串联电路的总电阻R与分电阻R1和R2的关系。
（2）现有两盏规格为“12V  12W”的灯泡和一个12V的太阳能电池。请你利用上述结论计算：当把这两盏灯串连接在太阳能电池上时，总功率是多少？（忽略温度对电阻的影响）。

（1）
设R1、R2两端的电压分别为U1和U2，通过的电流分别为I1、I2。
串联部分两端的总电压为U。
由欧姆定律可得：U=IR，U1=I1R1，U2=I2R2。
根据串联电路电压规律有：U=U1+U2，得IR=I1R1+I2R2。
因串联电路中的电流处处相等，即I=I1=I2，所以R=R1+R2。
练习册系列答案
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太阳能是一种最清洁的能源．太阳能的利用主要是通过光--电、光--内、光--化学能转换技术，将太阳能转换成可集中利用和储存的能源．随着科学技术的进步，太阳能的利用技术日趋成熟．太阳能--内能的转换，是目前最普遍的形式．某中学物理STS小组的同学在太阳能的利用方面作了一些探究．①为了测定地表植物接收太阳能的本领做了如下实验：用一面积为0.1m2的水盆，盛6kg的水，经太阳垂直照射了30min，温度升高了10℃．认定地表植物接收太阳能的能力与水相同．②同学们还利用太阳能电池板做了一艘环保船，电池板接收太阳能的面积为8m2，它正对太阳能时产生120V的电压，并对船上的电动机提供10A的电流，已知电池板上垂直接收的太阳能为7.5×104J/（min?m2）．求：
（1）这盆水吸收的热量是多少？
（2）面积为90m2足球场上的绿草每天6h的光照储存了多少化学能？
（3）太阳能环保船得到的电功率为多少？这种太阳能电池把太阳能转化成电能的效率为多少？
简单机械的应用
保洁工人要清洗高楼的外墙，他的同伴站在地面上，使用了如图13所示的装置对它进行升降．已知该保洁工的质量为60kg，保洁器材的质量为20kg，他同伴对绳的拉力为500N，吊篮在拉力的作用下1min匀速上升了10m，绳的最大承受拉力为600N，动滑轮和吊篮一共所受的重力为100N，求：
（1）不计摩擦，此滑轮组最多能提起
1200
1200
N的物体．
（2）请你画出吊篮所受力的示意图．
（3）这个滑轮组的机械效率是多大？
（4）小明和同学们还想要了解机械效率与哪些因素有关．为此同学们进行了有关斜面的机械效率的探究．
在探究斜面的机械效率时，同学们运用了如图14所示的实验装置，进行了有关实验，并得出如下的结论：如果斜面的光滑程度一样，斜面的长度S和小车的重保持不变，通过改变其高度h的方法测得的机械效率，其机械效率是不同的．

这时有的同学提出：如果保持斜面的高度、长度和光滑程度不变，改变小车的速度、小车的重力，是否会影响它的机械效率呢？
大家积极思考，提出了各种猜想，概括起来有如下几种：
猜想1：可能与匀速拉动的速度大小有关．
猜想2：可能与小车的重力有关．
猜想3：可能与匀速拉动的速度大小和小车的重力都有关．
各小组分别根据各自的猜想进行了探究，实验记录如下表．
兰兰小组的实验记录
物理量
　变化因素		 小车重力/N 绳端拉力/N 机械效率
较小速度 10 4.2 79.4%
较大速度 10 4.2 79.4%
探究结果
芳芳小组的实验记录
物理量
变化因素		 小车重力/N 绳端拉力/N 机械效率
大致相同的拉动速度 10 4.2 79.4%
15 6.0
探究结果
请你将上述两个表格填写完整．
（2012?哈尔滨）欧姆坚持不懈的探索精神，激发了同学们的学习热情，忠民和勇胜为探究小明提出的问题，设计如图所示电路，并准备了充足的实验器材．

（1）为完成探究，应该改变电压，观察电流的变化．请写出两种（不同角度）改变定值电阻两端电压的方法．
（2）忠民按设计好的电路进行实验，收集数据如下表（R为定值电阻）：
次  数 1 2 3
电流I/A 0.2 0.4 0.6
电压U/V 1.0 2.0 3.0
请根据表中数据，写出实验结论
在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比
在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比
．
（3）勇胜在连接电路时，误将电压表与滑动变阻器并联，在实验中收集数据如下表（电源电压已知且不变）：
次  数 1 2 3 4 5
电流I/A 0.16 0.24 0.32 0.40 0.48
电压U/V 2.2 1.8 1.4 1.0 0.6
问题：①按勇胜的实验也能得出正确结论，请写出得出正确结论的办法．
②实验中操作失误，往往是新收获的契机．请写出本实验操作过程中，滑动变阻器的电功率，随着它连入电路中电阻值的变化是如何变化的？
为了探究“实心圆柱体对水平面压力的作用效果与哪些因素有关”，同学们通过观察圆柱体对沙面的凹陷程度来进行研究．实验分成了三组，实验中发现各大组沙面的凹陷程度不同，但每一大组的3次实验中沙面的凹陷程度却相同．记录的实验结果如下：（已知ρ铜=8.9×103㎏/m3  ρ铁=7.8×103㎏/m3  ）
实验组 实验序号 材料 高度h/cm 底面积S/cm2 沙面的凹陷
程度

一		 1 铜 20 10
最大
2 铜 20 20
3 铜 20 30

二		 4 铁 20 10
较大
5 铁 20 20
6 铁 20 30

三		 7 铜 10 10
最小
8 铜 10 20
9 铜 10 30
请你分析：
（1）同学们猜想压力的作用效果可能与
材料
材料
、
高度
高度
、
底面积
底面积
因素有关．
（2）比较同一组的3次实验可得到的结论是：当
材料
材料
和
高度
高度
相同时，压力的作用效果与底面积无关．
（3）比较一、二两组的6次实验，可得到的结论是：当圆柱体高度相同时，
材料的密度
材料的密度
越大，压力的作用效果越明显．
（4）比较一、三两组中的1与7（或2与8或3与9）的实验结果，可得到的结论是：圆柱体材料相同时，
高度
高度
越大，压力的作用效果越明显．
（5）归纳以上你得出的结论：
规则实心圆柱对水平桌面的压力作用效果只与圆柱的密度与高度有关，与底面积大小无关．
规则实心圆柱对水平桌面的压力作用效果只与圆柱的密度与高度有关，与底面积大小无关．
．
（6）你能否根据P=F/S，从理论方面推导出与实验结论相一致的结论？
在“探究电阻上的电流与电压的关系”的实验中，同学们设计了以下几种不同的方案：
方案1：拿一个已知阻值的电阻R，利用图甲所示的电路图，用电流表测出电阻R上的电流，电压表测出R两端的电压，进行一次探究，找出三者的关系．
方案2：设计的电路图如图甲，也用一个定值电阻R，通过改变串联电池节数来改变电阻R两端的电压，进行多次测量，探究三者的关系．
方案3：利用图乙所示的电路进行探究，首先用滑动变阻器改变定值电阻R两端的电压，测出每次通过R的电流，然后更换不同阻值，移动P使电压表示数保持不变，测出每次通过不同阻值R的电流，探究三者的关系．
根据你平时的实验经验，结合已学的研究问题的方法，你认为哪个方案最佳？
方案3
方案3
，理由是
操作方便，过程严谨、科学
操作方便，过程严谨、科学
．