题目内容
【题目】如图甲所示,电源电压U=10V,R1为定值电阻,阻值为20Ω,R为滑动变阻器,R的最大阻值为50Ω,小灯泡上标有“6V 3W”字样,小灯泡的U﹣I关系如图乙所示.求: ![]()
(1)小灯泡正常工作时通过灯丝的电流.
(2)S闭合,S1、S2都断开时,调节滑动变阻器滑片使小灯泡两端的电压为4V时,滑动变阻器接入电路的阻值.
(3)S、S1、S2都闭合时,调节滑动变阻器滑片到何处时,整个电路消耗的总功率最小,这个最小功率是多少?
【答案】
(1)解:由P=UI可得,小灯泡正常工作时通过灯丝的电流:
IL=
=
=0.5A
(2)解:S闭合,S1、S2都断开时,滑动变阻器与灯泡L串联,电压表测L两端的电压,电流表测电路中的电流,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,滑动变阻器两端的电压:
U滑=U﹣UL′=10V﹣4V=6V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由图象可知,电路中的电流I=IL′=0.4A,
由I=
可得,滑动变阻器接入电路中的电阻:
R滑=
=
=15Ω
(3)解:S、S1、S2都闭合时,R1与滑动变阻器并联,电流表测干路电流,
当滑片位于b端时,接入电路中的电阻最大,电路消耗的总功率最小,
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以,电路中的总电阻:
R总=
=
=
Ω,
电路的最小功率:
P小=
=
=7W
【解析】(1)灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据P=UI求出通过灯丝的电流;(2)S闭合,S1、S2都断开时,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流,根据串联电路的电压特点求出变阻器两端的电压,根据图象读出通过灯泡的电流即为电路中的电流,利用欧姆定律求出变阻器接入电路中的电阻;(3)S、S1、S2都闭合时,R1与滑动变阻器并联,电流表测干路电流,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路消耗的总功率最小,根据电阻的并联求出电路中的总电阻,利用P=
求出电路的最小功率.
【题目】某小组同学做“探究容器底部受到液体压强和压力大小的规律”的实验.先向如图(a)所示三个底面积不同的圆柱形容器中分别注入等质量的水,测得容器底部受到水的压强值记录在表1中;换用酒精重复上述实验,并将数据记录在表2中.之后,他们又在如图(b)所示三个不同底面积的口大底小容器中注入等质量的水,重复上述实验,数据记录在表3中.(ρ酒精=0.8×103kg/m3) ![]()
表1(注入水0.1kg)
实验 | 深度(m) | 容器底面积(cm2) | 容器底的压强(Pa) |
1 | 0.01 | 100 | 100 |
2 | 0.02 | 50 | 200 |
3 | 0.05 | 20 | 500 |
表2(注入酒精0.08kg)
实验 | 深度(m) | 容器底面积(cm2) | 容器底的压强(Pa) |
4 | 0.01 | 100 | 80 |
5 | 0.02 | 50 | 160 |
6 | 0.05 | 20 | 400 |
表3(注入水0.1kg)
实验 | 深度(m) | 容器底面积(cm2) | 容器底的压强(Pa) |
7 | 0.01 | 80 | 100 |
8 | 0.02 | 40 | 200 |
9 | 0.05 | 15 | 500 |
(1)分析比较实验序号1、2、3(或4、5、6或7、8、9)的有关数据,可得出的初步结论:液体内部压强与有关.
(2)分析比较实验序号有关数据,可得到的初步结论:液体深度相同,液体密度越大,液体压强越大.
(3)由表1和表3的实验数据,可得出的结论是:同种液体,深度相同时,液体对容器底部的压强与容器底部的面积和容器形状 . (选填“有关”或“无关”)
(4)分析实验序号1的实验数据,得出此时容器底部受到液体的压力为N.比较实验序号1、2、3可知规则容器液体对容器底部的压力液体的重力;比较实验序号7、8、9可知规则该容器中液体对容器底部的压力液体的重力.(后两空均选填“大于”、“小于”或“等于”)
(5)该小组又将重力为5.4N的实心铝球悬挂于弹簧测力计下,并将铝球浸没在a图第一个容器的水中,此时弹簧测力计的拉力为N(水没溢出),浸入铝球后该容器对桌面的压强将增加Pa,若将该铝球浸没于某种液体中,弹簧测力计的示数为3N,则该液体的密度为kg/m3 . (已知ρ铝=2.7×103kg/m3)