题目内容
【题目】某同学设计了如图所示的电路测小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R1的最大阻值为R0,小灯泡的额定电压为U额,请完成下列实验步骤:
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(1)闭合开关前,将滑动变阻器R1和R2的滑片调到最_____端(选填“左”或“右”)。
(2)闭合开关S和S1,调节R1的滑片,使电压表的示数为U额。
(3)保持变阻器_____的滑片位置不动,再断开S1闭合S2,移动变阻器_____的滑片使电压表仍为U额。
(4)保持变阻器_____的滑片位置不动,将另一个滑动变阻器的滑片调至最左端,记下电压表示数U1,再将该滑动变阻器的滑片调至最右端,记下电压表示数为U2,小灯泡额定功率的表达式:P=_____(用R0、U额,U1、U2表示)。
【答案】右 R1 R2 R2
【解析】
实验步骤:(1)闭合开关前,将滑动变阻器R1和R2的滑片调到阻值最大处,即最右端;
(2)闭合开关 S 和S1,调节滑动变阻器R1,使电压表的示数为 U额;(3)保持变阻器 R1 的滑片位置不动,再断开S1闭合S2,移动变阻器R2的滑片,使电压表仍为U额。(4)保持变阻器R2的滑片位置不动,将滑动变阻器R1 的滑片调至最左端,记下电压表示数U1,再将R1 滑动变阻器的滑片P调至最右端,记下电压表示数为U2,表达式:
在④中,将R1的滑片P调至最左端,R1连入电路中的电阻为0,电压表的示数为U1即为电源电压;再将R1的滑片P调至最右端,此时两变阻器串联,电压表的示数为U2,即为R2的电压,根据串联电路电压的规律和欧姆定律有:
,故R2=
R0,即灯正常发光时的电阻:RL=
R0,则小灯泡额定功率的表达式:
P 额=
=
=
。
【题目】河南省实验中学初三物理兴趣小组为学校草坪设计了一个自动注水喷淋系统,其电路设计如图甲。控制电路电源电压U1=12V,R0=60Ω,RF为压敏电阻,电磁铁线圈电阻忽略不计;压敏电阻RF放置于水箱底部(图乙),其阻值与压力有关,阻值随水位变化关系如下表。工作电路包括注水系统和喷淋系统,其电源电压U2=220V;圆柱体水箱底面积S=0.4m2.当通过电磁铁线圈的电流大于等于0.1A时,衔铁恰好被吸下,注水系统停止工作,此时电流表示数I1=1A;当水位下降到1米时,衔铁恰好被拉起,注水系统开始给水箱注水,此时电流表示数I2=2A。
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水位(米) | 0.25 | 0.50 | 0.75 | 1.00 | 1.25 | 1.50 | 1.75 | 2.00 | 2.25 |
压敏电阻RF阻值(欧) | 300 | 200 | 125 | 90 | 70 | 65 | 62 | 60 | 59 |
(1)水箱内的水位最高可以达到多少米?
(2)当水箱内水位下降到1米时,控制电路的电功率为多大?
(3)已知喷淋系统一直给草坪喷水,每秒钟喷水恒为0.001m3;注水系统工作时,每秒钟给水箱注水恒为0.005m3.求相邻两次开始给水箱注水的这段时间内,工作电路消耗的电能。