题目内容
18．
如图所示的电路中，电源两端电压不变，灯L上标有“4V 2W”字样，不计灯丝电阻受温度的影响．当开关S1闭合、S2断开时，灯泡正常发光，电压表V1与V2的示数之比为6：7，电路消耗总功率为P；当开关S1、S2均闭合是时，电路消耗的总功率改变△P，△P：P=4：5，求：（1）灯泡的阻值；
（2）当开关S1，S2均闭合时，电路中的电流；
（3）电阻R1与R2的阻值．
分析 （1）根据R=$\frac{{U}^{2}}{P}$求灯的电阻；
（2）分析在2次操作中，电路的连接关系及电压表测量的电压，在第1次操作中，因灯泡正常发光，
由I=$\frac{P}{U}$可知此时电路中的电流；比较两个电路中总电阻的大小，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可判断出第2次电路的总功率增加了△P，根据P=UI，由两次总功率之比，求出当开关S1，S2均闭合时，电路中的电流；
（3）在第1次操作中，根据分压原理，由电压表V1与V2的示数之比为6：7得到R1、R2的电阻关系；
根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，分别写出2次操作中电路的总功率的表达式，结合已知条件，与R1、R2的电阻关系式联立解方程求出R1、R2的大小．
解答 解：
（1）灯的电阻RL=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}=\frac{（4V）^{2}}{2W}$=8Ω；
（2）当开关S1闭合、S2断开时，三个用电器串联，电压表V1测R2与灯的电压；V2测灯泡与R1的电压，因灯正常发光，所以灯的电压为4V，通过灯的电流IL=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}=\frac{2W}{4V}$=0.5A；
当开关S1、S2均闭合时，R1、R2串联，电表表V1测R2的电压，电压表V2测R1的电压．根据电阻串联的规律，此时串联的总电阻小于上面三个用电器串联的总电阻，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$知，此时电路的总功率增加了△P，设电路中的电流为I′，所以这时电路的总功率P′=P+△P=P+$\frac{4}{5}$P=$\frac{9}{5}$P，
根据P=UI有，UI′=$\frac{9}{5}$UIL，
所以I′=$\frac{9}{5}$IL=$\frac{9}{5}$×0.5A=0.9A；
（3）在第1个串联电路中，因电压表V1与V2的示数之比为6：7，
因根据分压原理有$\frac{{R}_{2}+8Ω}{8Ω{+R}_{1}}=\frac{6}{7}$…①；
电路的总功率P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}+8Ω{+R}_{1}}$…②
在第2个串联电路中，电路的总功率P′=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}{+R}_{2}}$=$\frac{9}{5}$P…③，
将②代入③得$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}{+R}_{2}}$=$\frac{9}{5}$×$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}+8Ω{+R}_{1}}$…④，
联立①④，解得R1=6Ω，R2=4Ω．
答：（1）灯的电阻为8Ω；
（2）当开关S1，S2均闭合时，电路中的电流为0.5A；
（3）电阻R1=6Ω，R2=4Ω．
点评 本题综合考查欧姆定律、串联电路规律及电功率的知识，综合性强，难度大，属于压轴题．解题的关键是搞清电路的连接关系和电压表测量的电压．
如图所示是某一科学小组探究“斜面的机械效率”实验装置及实验数据记录表：| 斜面的倾斜程度 | 物块重（N） | 斜面高（m） | 沿斜面拉力（N） | 斜面长（m） | 机械效率 |
| 较缓 | 10 | 0.1 | 5.0 | 1 | |
| 较陡 | 10 | 0.3 | 6.7 | 1 | 45% |
| 最陡 | 10 | 0.5 | 8.0 | 1 | 62.5% |
（2）比较表中“物块重”和“沿斜面拉力”两栏对应的数据，可知斜面是一种省力（选填“省力”或“费力”）的简单机械．
（3）本实验研究了斜面的倾斜程度对斜面机械效率的影响，其影响规律是在物体重力与斜面长度不变时，斜面倾斜程度越大，斜面机械效率越高．
（4）表中数据中，斜面最陡时，物块受到斜面的摩擦力是3N．
如图一束光线从空气斜射到水面时发生反射和折射，OB为反射光线，请画出入射光线和折射光线的大致方向，并标出折射角的位置．
小王同学做“用电流表、电压表测电阻”实验，电源电压为3伏且保持不变，所有器材均完好，他移动滑动变阻器的滑片到最大阻值处，闭合电键，观察到电压表示数如图所示，且电流表指针偏离零刻度线的角度与电压表相同．然后他移动变阻器的滑片至中点，观察到电压表的示数变小为0.6伏，接着他继续移动变阻器的滑片，发现电路中的最大电流为0.28安．请将下表填写完整．（计算电阻时，精确到0.1欧）| 物理量 实验序号 | 电压（伏） | 电流（安） | 电阻（欧） | 电阻平均值（欧） |
| 1 | ||||
| 2 | ||||
| 3 |
如图所示，作用在杠杆A点上的四个力中，不能使杠杆处于平衡状态的力是F1，能使杠杆处于平衡状态的最小的力是F3．| A． | 物体竖直下落时，物体所受的重力 | |
| B． | 电梯匀速上升时，电梯底板对物体的支持力 | |
| C． | 物体沿斜面下滑时，斜面对物体的摩擦力 | |
| D． | 物体水平滑动时，水平面对物体的支持力 |
为了测出普通玻璃的密度，小明同学利用一个普通玻璃制成的小瓶、一个量筒和适量的水，做了如下的实验：①在量筒内倒入体积为50cm3的水；②如图甲所示，让玻璃瓶瓶口朝上漂浮在量筒内的水面上，此时液面到达的刻度为80cm3；③如图乙所示，让玻璃瓶口朝下沉入水中，此时液面到达的刻度为62cm3，g取10N/kg，求：
| 最大允许总质量 | 18000Kg |
| 额定载客人数 | 57 |
| 电动机额定功率 | 90KW |
| 电动机额定电压 | 600V |
（1）电动机的额定电流是多少？
（2）该过程客车牵引力所做了多少功？
（3）该过程客车电能转化为机械能的效率是多大？