题目内容

9．一种熔胶装置的简化电路如图所示，电源电压12V，R1和R2是两个阻值相等的电子元件，S1、S2和S3是三个联动开关；当S1闭合时，S2和S3同时断开；当S1断开时，S2和S3同时闭合．
（1）当S1闭合时，两电子元件串联；当S1断开时，两电子元件并联．（填“并联”或“串联”）
（2）S1闭合时电路的总电阻是S1断开时的4倍；
（3）联动开关在某种工作状态下，该电路在1min内产生的热量为1728J，请通过计算说明联动开关的工作状态，设每个电子元件的电阻为10Ω．

分析 （1）所有用电器共同组成一个通路，彼此串联；每个用电器独立与电源组成通路，彼此并联；
（2）根据串并联电路电阻特点判断；
（3）已知电路产生的热量、通电时间和电源电压，可以得到电路总电阻；根据串并联电路特点确定连接关系，最后确定工作状态．

解答 解：
（1）当S1闭合时，电流从正极到R2、R1、开关S1、回到负极，所有两电子元件串联；
当S1断开时，电流从正极出发分为两支：一支经开关S2、电阻R1、开关S3、回到负极；另一支经电阻R2、开关S3回到负极，所以两电子元件并联；
（2）设每个元件的电阻为R0．
当S1闭合时，电路电阻为R串=R1+R2=2R0，
当S1断开时，电路电阻为R并=$\frac{{R}_{1}{R}_{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{{R}_{0}}{2}$，
所以S1闭合时电路的总电阻是S1断开时的$\frac{{R}_{串}}{{R}_{并}}$=$\frac{2{R}_{0}}{\frac{{R}_{0}}{2}}$=$\frac{4}{1}$=4倍；
（3）因为Q=$\frac{{U}^{2}}{R}•t$，
所以电路电阻为R=$\frac{{U}^{2}}{Q}•t$=$\frac{（12V）^{2}}{1728J}×60s$=5Ω，
已知每个电子元件的电阻为10Ω，所以两个元件并联，属于S1断开、S2S3闭合状态．
答：
（1）串联；并联；
（2）4；
（3）联动开关S1断开、S2S3闭合状态．

点评 此题考查的是动态电路的分析及串联电路、并联电路特点和焦耳定律的应用，根据开关开合确定电路连接关系，是解答此类问题的第一步．

练习册系列答案
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4．如图所示，电源电压为6V，闭合开关后，电压表的示数为4V，下列描述不正确的是（　　）
A．L1两端电压为2VB．L1两端电压为4V
C．L2两端电压为4VD．L1和L2两端电压之和为6V
20．如图所示体重为600N的小明骑着电动自行车在平直的公路上行驶了3km，这辆电动自行车的物重为400N，一只轮胎与地面的接触面积为40cm2，则轮胎对地面的压强为1.25×105Pa，克服重力所做的功为0J．
17．小陈家里有“1000W”的电饭煲、“500W”的电熨斗、“1000W”的电吹风各一个，同时使用时它们之间是并（“串”或“并”） 联的．若让它们各自正常工作相同时间，电饭煲产生的热量最多，电熨斗消耗的电能最少．
4．实验台上有组装好的实验装置，如图所示，其中弹簧测力计的量程为0～5N．另外还有质量均为100g的钩码六个（图中未画出）．要求利用上述实验装置和钩码设计一个实验证明：用动滑轮提升重物时，如果动滑轮的机械效率不变，则有用功跟总功成正比．
请下列主要实验步骤填写完整，并设计出实验记录表格：
（1）在动滑轮挂钩上挂2个钩码，用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端．2个钩码的总质量用m表示，绳子自由端所受拉力用F表示，绳子自由端移动的距离用s表示，钩码上升的高度用h表示．将m的数值记录在表格中，并把测量数据记录在表格中；
（2）保持动滑轮所挂钩码个数不变，依次改变绳子自由端移动的距离s，仿照步骤（1）再做5次实验，将各次的m数值记录在表格中，分别测量各次的F、s、h，并把各次的测量数据记录在表格中．
（3）利用W总=Fs，计算出各次的总功，用W有=mgh，计算出各次的有用功，并将各次的总功、有用功记录在表格中．
（4）利用上述实验工具在测量中，若要提高滑轮组的机械效率，则应该增加钩码的个数．
14．某实验小组在探究“电流大小与哪些因素有关”的实验中：

（1）连接电路时，开关应断开，请用笔画线代替导线，根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整
（2）闭合开关前，图乙中滑动变阻器的滑片P应位于B（选填“A”或“B”）端
（3）闭合开关后，发现电压表有示数，电流表无示数，则故障原因可能是电阻R断路
（4）排除故障后，通过实验得到数据如表1所示，其中第1次实验的电流表示数如图丙所示，为0.10A，根据表1中的数据，可得出结论：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比
表（一）
实验序号123
电阻R/ΩR
电压U/V1.01.52.0
电流I/A0.150.20
表（二）
实验序号345
电阻R/ΩR515
电压U/V2.01.52.3
电流I/A0.200.300.15
（5）实验小组继续继续探究电流与电阻的关系，将电阻R先后更换为5Ω和15Ω的电阻进行实验，得到的数据如表2所示，通过分析表2的数据可知，实验小组在操作过程中存在的错误是：没有移动滑动变阻器的滑片，使电阻两端的电压不变．
1．井水深3m，用绳子在水中匀速向上拉一个体积为3dm3、质量为9kg的石头，若在10s内使石头向上运动1.5m（石头未露出水面），求：
（1）绳子的拉力；
（2）拉力做功；
（3）拉力的功率．（g取10N/kg）
18．如图所示，闭合开关，滑动变阻器滑片向左移动过程中（　　）
A．电压表示数变小，电流表示数变大
B．电压表示数变大，电流表示数变小
C．电压表示数与电流表示数的比值不变
D．电压表示数与电流表示数的乘积不变
19．如图所示，甲乙两个实心均匀正方体（V甲＜V乙）分别放在水平地面上，它们对地面的压强相等，若将乙放在甲的上表面，甲对地面增加的压强为△p甲，若将甲放在乙的上表面，乙对地面增加的压强为△p乙，则（　　）
A．△p甲＞△p乙B．△p甲＜△p乙C．△p甲=△p乙D．无法判断

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