题目内容

【题目】有一个小灯泡上标有“4.0V 0.7A”的字样,现要求测定小灯泡在不同电压下的功率P,并作出功率P与其两端电压的平方U2的关系图.可供选择器材如下:

A.小灯泡L,规格“4.0V 0.7A”
B.电流表A103A,内阻约0.1Ω

C.电流表A200.6A,内阻r2 =0.2Ω
D.电压表V103V,内阻9kΩ

E.电压表V2015V,内阻约为30kΩ
F.标准电阻R1=1Ω

G.标准电阻R2=3kΩ
H.滑动变阻器R010Ω

I.学生电源(E=6V,内阻不计)
J.开关S及导线若干

1)甲同学设计了如图甲所示电路来测量,当电压表读数为2.40V时,电流表示数如图乙所示为____A,此时L的电阻为____Ω

2学习小组同学经讨论认为要想更准确地描绘出L完整的P—U2曲线,需要重新设计电路.请你在甲同学的基础上利用所供器材,在图丙所示的虚线框内补画出实验电路图,并在图上标明所选器材代号若伏特表读数为2.70V,安培表读数为0.50A,则灯L消耗的功率P=____W

【答案】 0.48 5(或5.00) 如图所示:

R1 R2 2.16

【解析】1)电流表的分度值为0.02A,故读数为0.48A,小灯泡的电阻为

2)小灯泡的额定电流为0.7A,所以电流表量程小,而电流表量程太大,所以并联一个定值电阻扩大的量程,根据可得,故选定值电阻,电压表也需要扩大量程,选择定值电阻,如图所示

当电压表读数为2.70V时,小灯泡两端的电压为,电流表读数为0.5A时,通过小灯泡的电流为,故小灯泡此时消耗的电功率为

练习册系列答案
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【题目】光子不仅具有能量,而且具有动量。照到物体表面的光子被物体吸收或被反射时都会对物体产生一定的压强,这就是光压。光压的产生机理与气体压强产生的机理类似:大量气体分子与器壁的频繁碰撞产生持续均匀的压力,器壁在单位面积上受到的压力表现为气体的压强。

在体积为V的正方体密闭容器中有大量的光子,如图所示。为简化问题,我们做如下假定:每个光子的频率均为V,光子与器壁各面碰撞的机会均等,光子与器壁的碰撞为弹性碰撞,且碰撞前后瞬间光子动量方向都与器壁垂直;不考虑器壁发出光子和对光子的吸收,光子的总数保持不变,且单位体积内光子个数为n;光子之间无相互作用。已知:单个光子的能量s和动量p间存在关系ε=pc(其中c为光速),普朗克常量为h

(1)①写出单个光子的动量p的表达式(结果用chν表示);

②求出光压I的表达式(结果用nhν表示);

(2)类比于理想气体,我们将题目中所述的大量光子的集合称为光子气体,把容器中所有光子的能量称为光子气体的内能.

①求出容器内光子气体内能U的表达式(结果用矿和光压,表示);

②若体积为V的容器中存在分子质量为m、单位体积内气体分子个数为n'的理想气体,分子速率均为v,且与器壁各面碰撞的机会均等;与器壁碰撞前后瞬间,分子速度方向都与器壁垂直,且速率不变。求气体内能U'与体积V和压强p的关系;并从能量和动量之间关系的角度说明光子气体内能表达式与气体内能表达式不同的原因。

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