题目内容

2．要把一只额定电流为0.2安的小灯泡接入电压恒为9伏的电源两端，为安全起见，将小灯泡与一个滑动变阻器串联后接入电路，如图所示．开关闭合后，移动滑片，当滑动变阻器消耗的功率为1.04瓦时，小灯泡恰好正常发光．
（1）小灯泡的额定电压和额定功率分别是多少？
（2）小灯泡正常发光时变阻器接入电路的阻值是多少？
（3）移动变阻器滑片，当电路中电流为0.1安时，小灯泡的实际功率是多少（不计温度对灯丝电阻的影响）？

分析 （1）小灯泡正常发光时的电流和额定电流相等，根据串联电路的电流特点和P=UI求出滑动变阻器两端的电压，利用串联电路的电压特点求出灯泡两端电压即为灯泡的额定电压，利用P=UI求出灯泡的额定功率；
（2）根据欧姆定律求出灯泡正常发光时变阻器接入电路的阻值
（3）根据欧姆定律求出灯泡的电阻，再根据$P={I}_{\;}^{2}R$求出电路中电流为0.1A时小灯泡的实际功率

解答 解：（1）滑动变阻器两端的电压$U′=\frac{P′}{{I}_{额}^{\;}}=\frac{1.04W}{0.2A}=5.2V$
小灯泡额定电压U额=U-U'=9V-5.2V=3.8V
小灯泡额定功率P额=U额I额=3.8V×0.2A=0.76W
（2）小灯泡正常发光时变阻器接入电路的阻值$R′=\frac{U′}{{I}_{额}^{\;}}=\frac{5.2}{0.2}Ω=26Ω$
（3）灯泡电阻${R}_{灯}^{\;}=\frac{{U}_{额}^{\;}}{{I}_{额}^{\;}}=\frac{38V}{02A}=19Ω$
小灯泡的实际功率${P}_{额}^{′}=I{′}_{\;}^{2}{R}_{灯}^{\;}=（0.1）_{\;}^{2}×19=0.19W$
答：（1）小灯泡的额定电压为3.8V和额定功率分别是0.76W
（2）小灯泡正常发光时变阻器接入电路的阻值是26Ω
（3）移动变阻器滑片，当电路中电流为0.1安时，小灯泡的实际功率是0.19W

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是知道灯泡正常发光时的电流和额定电流相等．

练习册系列答案
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7．一个质点沿半径为R的圆周，运行一周后回到原地．它在运动过程中路程、位移的大小的最大值分别是（　　）
A．0 2πRB．2R 2RC．2R 2πRD．2πR 2R
13．如图所示，M、N是竖直放置的两平行金属板，分别带等量异种电荷，两极板间产生一个水平向右的匀强电场，场强为E，一质量为m、电量为+q的微粒，以初速度v0竖直向上从两极正中间的A点射入匀强电场中，微粒垂直打到N极板上的C点，已知AB=BC．不计空气阻力，则可知（　　）
A．MN板间的电势差为$\frac{2m{{v}_{0}}^{2}}{q}$
B．MN板间的电势差为$\frac{E{{v}_{0}}^{2}}{（2g）}$
C．微粒在电场中作抛物线运动
D．微粒打到C点时的速率与射入电场时的速率相等
10．如图甲所示的装置叫做阿特伍德机，是英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律．某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，如图乙所示．
（1）实验时，该同学进行了如下操作：
①将质量均为M（A的含挡光片、B的含挂钩）的重物用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态．测量出挡光片中心（填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片中心”）到光电门中心的竖直距离h．
②在B的下端挂上质量为m的物块C，让系统（重物A、B以及物块C）中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为△t．
③测出挡光片的宽度d，计算有关物理量，验证机械能守恒定律．
（2）如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，应满足的关系式为mgh=$\frac{1}{2}$（2M+m）（$\frac{d}{△t}$）2 （已知重力加速度为g）．
（3）引起该实验系统误差的原因有绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等（写一条即可）．
（4）验证实验结束后，该同学突发奇想：如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，不断增大物块C的质量m，重物B的加速度a也将不断增大，那么a与m之间有怎样的定量关系？a随m增大会趋于一个什么值？请你帮该同学解决：
①写出a与m之间的关系式：a=$\frac{g}{\frac{2M}{m}+1}$（还要用到M和g）．
②a的值会趋于重力加速度g．
17．利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h．某小组同学对实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案．
A．用刻度尺测出物体下落高度h，用打点间隔数测出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v．
B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v=$\sqrt{2gh}$ 计算出瞬时速度v．
C．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过h=$\frac{{v}^{2}}{2g}$计算得出高度
D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v．
（1）以上方案中只有一种正确，正确的是D．（填入相应的字母）
（2）在该实验中，有几个注意点，以下描述正确的是AC．
A．为减小摩擦阻力，需要调整打点计时器的限位孔，使它在同一竖直线上
B．可以选用质量很大的重锤，先用手托住，等计时器通电后再释放重锤
C．只有选第1、第2两打点间隔约2mm的纸带才代表打第1点时的速度为零
D．实验结果如果正确合理，得到的动能增加量应略大于重力势能的减少量．
7．某实验小组利用如图1所示的实验装置来探究当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间的关系．

①在本次实验中，实验小组通过改变滑块质量总共做了6组实验，得到如表所示的实验数据．通过分析表中数据后，你得出的结论是在合外力不变的情况下，物体运动的加速度跟物体的质量成反比；当合外力一定时，在误差允许的范围内，物体质量和加速度的乘积近似相等．
m（g）a（m/s2）ma
2502.02
3001.65
3501.33
4001.25
5001.00
8000.63
②现需通过图象进一步验证你的结论，请利用表格数据，在如图2所示坐标系中描点作出相应图．
14．如图所示，在平面直角坐标系xOy内，第一象限中某一矩形区域（图中未画出）内存在着垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B；第二象限内存在沿x轴正方向的匀强电场．一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从x轴负半轴x=-$\sqrt{3}$L处的M点以初速度v0垂直于x轴射入电场，经y轴上y=2L处的P点进入磁场，最后以垂直于x轴的方向从N点（图中未画出）射出磁场，不计粒子重力，求：
（l）电场强度E的大小．
（2）矩形磁场的最小面积S．
（3）粒子从进入电场到离开磁场所经历的总时间t．
11．某小型实验水电站输出功率是20kW，输电线路总电阻是5Ω．
（1）若采用400V输电，求输电线路损耗的功率．
（2）若改用10000V高压输电，用户端利用n1：n2=45：1的变压器降压，求用户得到的电压．
12．M和N是两个都不带电的物体．它们互相摩擦后，M带正电荷2.72×10-9C，下列判断不正确的是（　　）
A．在摩擦前M和N的内部没有任何电荷
B．摩擦过程中电子从M转移到N
C．N在摩擦后一定带负电荷2.72×10-9C
D．M在摩擦过程中失去1.7×1010个电子

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