题目内容
(13分)下面是文奇和包博等同学进行的电学实验:
(1)文奇为了探究通过导体的电流跟电阻的关系,设计了如图甲所示的电路。
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①请用笔画代替导线完成图甲电路的连接;
②文奇看到了邻组同学在闭合开关后,电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧,原因是电流表 ;
③如果文奇连接电路时接入的电阻为5Ω,控制电阻两端的电压为2V,那么将5Ω的电阻换成10Ω的电阻时,应将滑动变阻器的滑片向 端调节,使电压表示数为 V;把10Ω的电阻换成20Ω的电阻,无论怎样调节滑片都无法使电压表示数调到控制值,说明她选择的滑动变阻器 ;
④更换器材后,重新实验,将数据记录在表格中,分析实验数据可得出:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成 比。
(2)包博将电阻换成标有“2.5V”字样的小灯泡,测量其不同电压下的电功率。
①正确连接电路,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表有示数,电流表指针几乎不动,产生这种现象的原因是 ;
②排除故障,继续实验,如图乙所示是某次实验电流表的示数为 A。最后根据实验数据画出I﹣U图象(如图丙),根据图象求出小灯泡正常发光时的功率为 W;
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③通过分析I﹣U图象,发现小灯泡的电阻随电压升高逐渐变大,其原因是 。
(3)完成上述实验后,包博又重新设计了电路(如图丁),测量另一个小灯泡的额定功率,这个小灯泡正常工作的电流为I1。请完成实验步骤(已知电源电压为U)。
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①只闭合开关S1,移动滑动变阻器R2的滑片,使电流表示数为 ;
②只闭合开关S2,保持滑动变阻器R2的滑片位置不变, ,使电流表示数为I1;再将滑动变阻器R2的滑片调到最左端,读出电流表的示数为I2;
③则小灯泡的额定功率表达式为P额= 。
(10分)如图所示是车载和家用两种加热模式的电热杯。它可以用车载12V电源加热,或接在家庭电路进行加热。它的主要参数如下表,问:
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车载额定电压 | 12V |
家用额定电压 | 220V |
车载额定功率 | 120W |
家用额定功率 | 220W |
自身质量 | 1.6kg |
(1)电热杯与水平面的接触面积为100cm2,装入1kg水时电热杯对水平面的压强为多大?(g=10N/kg)
(2)如图在家庭电路中使用,电热杯正常工作时的电流和电阻各为多少?
(3)在标准大气压下,用车载模式烧开0.5kg初温为20℃的水,需要多长时间(不计能量损失)?[c水=4.2×103J/(kg•℃)]