题目内容
【题目】在如图所示的电路中,电源电压保持不变,小灯泡上标有“6 V 3 W”的字样(不考虑温度对小灯泡电阻的影响),R0=24 Ω,滑动变阻器的规格为“18 Ω 1 .5A”。当开关 S1、S2 都闭合,将滑动变阻器的滑片P移至a端时,灯L正常发光。
(1)求电源电压;
(2)求此时电压表与电流表的示数;
(3)若将开关 S1 闭合、S2 断开,滑动变阻器的滑片 P移至 b端,求此时电压表的示数与灯 L 消耗的功率。
【答案】(1) 6 V; (2) 0 V;0.75 A; (3) 3.6 V;0.48 W
【解析】
(1)因为当开关S1、S2都闭合,将滑动变阻器的滑片P移至a端时,小灯泡L与电阻R0并联,所以小灯泡两端的电压正好为电源电压,又因为此时灯L正常发光,所以电源电压为:U=U额=6V;
(2)因为此时电压表相当于接在一根导线两端,所以电压表示数为0V,因为此时通过小灯泡的电流为IL=P/U=3W/6V=0.5A,通过电阻R0的电流为,I0=U/R0=6V/24Ω=0.25A,所以干路电流为I=IL+I0=0.5A+0.25A=0.75A;
(3)因为将开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器的滑片P移至b端时,小灯泡与滑动变阻器串联,且滑动变阻器的最大阻值接入电路,因为灯泡L的电阻为,RL=U/IL=6V/0.5A=12Ω,所以电路中的总电阻为R总=RL+R=12Ω+18Ω=30Ω,所以电路中的电流为,I串=U/R总=6V/30Ω=0.2A,所以滑动变阻器两端的电压为,U滑=I串R=0.2A×18Ω=3.6V,此时电压表的示数为3.6V,所以灯L消耗的功率为,PL=I2串RL=(0.2A)2×12Ω=0.48W。
【题目】沈仔细同学在研究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”时,提出了如下猜想:
猜想一:滑动摩擦力的大小与接触面所受压力的大小有关;
猜想二:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关;
猜想三:滑动摩擦力的大小与物体的运动速度大小有关。
为了验证猜想,准备了如下实验器材:一个带挂钩的长方体木块、多个砝码、三块粗糙程度不同的长木板A、B、C;一个弹簧测力计。他参照如图所示实验装置进行实验,沿水平方向匀速直线拉动木块,记下弹簧测力计的示数,记录的实验数据如下表;请你帮他完成下列任务。
实验 次数 | 接触面的 粗糙程度 | 速度 | 压力/N | 弹簧测力计的 示数/N |
1 | 木块与长木板A | v | 5 | 1 |
2 | 木块与长木板A | 2v | 10 | 2 |
3 | 木块与长木板B | 2v | 5 | 2.5 |
4 | 木块与长木板B | 3v | 5 | 2.5 |
5 | 木块与长木板B | 2v | 10 | 5 |
6 | 木块与长木板C | v | 5 | 3 |
(1)向右拉动弹簧测力计,使木块在木板上做匀速直线运动,请在图中画出长木板受到木块滑动摩擦力的示意图。
(____)
(2)比较第_____次实验数据,可以验证猜想一;
(3)比较第_____次实验数据,可以验证猜想二,并由此得出的结论是:_____;
(4)分析表中第_____次实验数据可知,滑动摩擦力的大小与物体的运动速度大小_____(选填“有关”或“无关”)。