题目内容

14.图1是测量江水超警戒水位的原理图:电源电压为8V,小灯泡L标有“6V  3W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响),H是由电流表改装成的水位计(电阻忽略不计),压敏电阻R通过外表涂有绝缘漆的金属支架与电路相连,并放置于警戒水位处.R的阻值与江水超过警戒水位的高度h的关系如图2所示.求:
(1)压敏电阻R的阻值随江水超过警戒水位的高度h的增大而减小.
(2)正常工作时小灯泡的电流为多少安?
(3)江水水位高于警戒水位多少米时,灯泡正常工作?此时电源的功率为多大?

分析 (1)由图2可知,水的深度越大,压敏电阻的阻值越小;
(2)由灯泡铭牌可知,灯泡额定电压是6V,额定功率是3W,由P=UI的变形公式可以求出灯泡的额定电流;
(3)由串联电路特点与欧姆定律可以求灯泡正常发光时压敏电阻阻值,然后由图2所示图象求出水位高度;由P=UI求出电源功率.

解答 解:(1)由液体压强公式p=ρgh可知,水的深度h越大,水的压强p越大,
由图2所示图象可知,随水的深度h的增大,压敏电阻阻值变小,
因此压敏电阻阻值随江水对它压强的增大而减小;
(2)由P=UI,
可得灯泡额定电流:
I=$\frac{{P}_{L额}}{{U}_{L额}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A;
(3)因为I=$\frac{U}{R}$,
所以灯泡电阻:
RL=$\frac{{U}_{L}}{I}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω,
由I=$\frac{U}{R}$得灯泡正常发光时电路总电阻:
R总=$\frac{U}{I}$=$\frac{8V}{0.5A}$=16Ω,
压敏电阻阻值:
R=R总-RL=16Ω-12Ω=4Ω,
由图2所示图象可知,此时江水高于警戒水位6m;
此时电源的功率P=UI=8V×0.5A=4W.
答:(1)减小;(2)正常工作时小灯泡的电流为0.5A;(3)江水水位高于警戒水位6米时,灯泡正常工作;此时电源的功率为4W.

点评 本题考查了求灯泡额定电流、灯泡电阻、压敏电阻随压强增大如何变化、求水位高度、电路总功率等问题;知道灯泡铭牌含义、应用电功率变形公式、欧姆定律、由图象找出所需信息、电功率公式即可正确解题.

练习册系列答案
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3.小明在“探究凸透镜成像规律”实验中,用装有6个发光二极管的有方格的白纸板做发光物体,如图甲所示.又用这种同样大小方格的白纸板做光屏.将发光物体、凸透镜和光屏组装到光具座上并调整好.

(1)当发光物体在a点时,如图乙所示,在光屏上成的像如图丙所示.生活中应用这一原理制成的光学仪器有照相机.
(2)用这种发光物体和光屏做实验,最主要的一条优点是:便于比较像与物的大小
(3)如图乙所示,当发光物体在a点时,物与像之间的距离为S1,当发光物体在b点时,物与像之间的距离为S2,则S1<S2.(选填“>”、“=”或“<”)
(4)小明在实验的过程中发现:当发光物体与光屏之间的距离L确定时,将凸透镜从发光物体处缓慢向光屏移动的过程中,有时能在光屏上成两次清晰的像,有时只能成一次清晰的像,有时不能在光屏上成像.为了研究生这些现象的条件,小明又进行了实验,并将每次实验中的相关数据及现象记录在下表中.
①分析比较实验序号1、2、3(或5、6、7)的第一次成像数据中像距v物距u的变化关系及相关条件,可得出的结论:同一凸透镜,成实像时,像距v随物距u的增大而减小;
②分析比较实验序号1(或2、或5、或6)的第一和第二次成像数据中物距与像距的关系及相关条件,可得出的结论,同一凸透镜,当物屏距离L一定,移动凸透镜能在光屏上成两次像时;
③继续分析比较表格是物屏距离L与凸透镜焦距f的数据及观察到的现象,可得出的结论:在物屏距离L大于凸透镜的4倍焦距条件下,移动凸透镜,可以在光屏上得到一次放大的像和一次缩小的像.
凸透镜
焦距f
实验
序号
物屏
距离L
(厘米)
第一次成像第二次成像
物距u
(厘米)
像距v
(厘米)
像的
大小
物距v'(厘米)像距v'
(厘米)
像的
大小
10厘米1491433放大3514缩小
2491530放大3015缩小
3402020等大3015缩小
435不能在光屏上成像
15厘米5802060放大6020缩小
6642440放大4024缩小
7602030等大不能在光屏上第二次成像
855不能在光屏上成像

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