题目内容

20.如图所示,水平的传送带上放一物体,物体下表面及传送带上表面均粗糙,导电性能良好的弹簧的右端与物体及滑动变阻器滑片相连,弹簧左端固定在墙壁上,不计滑片与滑动变阻器线圈间摩擦.当传送带如箭头方向运动且速度为v时,物体与传送带发生相对滑动,当传送带逐渐加速到2v时,灯泡的亮度将不变(选填“变亮”、“变暗”或“不变”)

分析 由电路图可知滑动变阻器与灯泡串联,滑动摩擦力只与压力和接触面的粗糙程度有关,与物体运动速度的大小无关,据此判断传送带速度变化时物体受到摩擦力的大小变化,进一步判断弹簧伸长量的变化和接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化,根据P=I2R可知灯泡实际功率的变化,再根据灯泡的亮暗取决于实际功率的大小判断亮暗的变化.

解答 解:由电路图可知滑动变阻器与灯泡串联,
因滑动摩擦力只与压力和接触面的粗糙程度有关,与物体运动速度的大小无关,
所以,当传送带速度由V逐渐加速到2v时,物体受到摩擦力的大小不变,
因物体受到的摩擦力不变时,弹簧测力计的伸长量不变,滑动变阻器接入电路中的电阻不变,
由I=$\frac{U}{R}$可知,电路中的电流不变,
因P=I2R,且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,
所以,灯泡的实际功率不变,亮暗不变.
故答案为:不变.

点评 本题综合考查了力学与电学相关知识,明确传送带速度变化时物体受到的摩擦力不变、接入电路中的电阻不变是关键.

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