题目内容

12.(1)如图1,请作出入射光线AB经过凸透镜后的折射光线.
(2)如图2,请在A点画出能使杠杆OA在图示位置保持平衡的最小拉力的示意图.

分析 (1)在作凸透镜的光路图时,先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图.
(2)根据杠杆平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”可知:在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下,要使动力最小,则动力臂必须最长,已知A点为动力作用点,然后过A点做垂直于杠杆的作用力即可.

解答 解:
(1)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点.如图所示:
(2)动力最小,即动力臂最长,由图知OA作为动力臂最长,过A点与OA垂直向上作垂线就得到动力F的示意图,如图所示:

点评 (1)凸透镜的三条特殊光线:①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴.②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点.③过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变.
(2)根据杠杆的平衡条件,要使杠杆上的力最小,必须使该力的力臂最大,而力臂最大时力的作用点一般离杠杆的支点最远,所以在杠杆上找到离杠杆支点最远的点即力的作用点,这两点的连线就是最长的力臂,过力的作用点作垂线可得最小的力.

练习册系列答案
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2.小亮和小雨在“探究小灯泡电阻”的实验中,要用小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为7Ω.本实验原理是R=$\frac{U}{I}$.

(1)小亮的实验过程如图甲所示是小亮连接的实验电路,其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并在图中改正(导线不许交叉).
②电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表的示数为0A,电压表有示数,产生这种现象的原因是:
灯泡断路.
③小亮的同桌电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表的示数为0V,电流表有示数,产生这种现象的原因是:灯泡短路.
④他们两个故障排除后,再闭合开关,发现小灯泡仍不亮,但电流表和电压表均有示数,接下来他应进行的操作是:向左移动滑动变阻器的滑片.
实验中小亮设计的实验记录表格如下表.请你找出表格中的问题:由于灯丝的电阻随温度的升高而变大,故不能求灯丝电阻的平均值;小亮又根据实验数据绘制成了U-I图象如图乙.根据该图象提供的信息,可计算出小灯泡正常发光时的电阻是6.25Ω.
实验次数电压/V电流/A电阻/Ω电阻平均值/Ω
1
2
3
小亮设计的表格有一处错误,是电阻平均值/Ω.
用小亮改好的电路还可以做的一个实验是测量小灯泡的电功率,这个实验的原理是P=UI.
(2)小雨想利用如图丙所示的电路测量未知电阻Rx的大小(R0阻值已知).下面是他的实验过程,请你帮他完成实验.
①闭合开关S和S1,断开S2,读出此时电压表的示数为U1
②闭合开关S和S2,断开S1,读出此时电压表的示数为U2
③未知电阻阻值的表达式为:Rx=$\frac{{U}_{2}{R}_{0}}{{U}_{1}-{U}_{2}}$.
④实验后小雨又将开关S2换成了一个电压表,当闭合开关S和S1时,发现电路中两个电压表的指针偏转角度相同.如果R0=80Ω且Rx≠R0,则Rx=320Ω.
3.在测3.8V小灯泡(电阻大约为10Ω左右)额定功率的实验时,小明连接了如图1所示的电路,其中电源电压为6V.

(1)请将实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时小灯变亮).
(2)若在连接电路时,有A(5Ω 1A)、B(10Ω 0.5A)和C(15Ω 0.2A)三个滑动变阻器可供选择,则应该选择变阻器B(A/B/C)连入电路,才能保证实验顺利进行.
(3)下表为某小组的实验记录:
实验序号电压表示数/V电流表示数/A实际功率/W额定功率/W
13.00.361.08P=$\frac{1.08+1.52+1.89}{3}$=1.50
23.80.401.52
34.50.421.89
老师认为该小组数据处理过程有误,你的评价是老师的说法正确,当灯泡两端电压等于额定电压,实际功率等于额定功率,实际电压不同,实际功率不同,不能通过求平均值计算额定功率;
(4)若没有电流表,小莉想利用一个电压表和一个电阻箱测量小灯泡的额定功率.她选择了满足实验要求的实验器材,并按照图2所示的电路图连接好实物.以下是她设计的实验方案,请将它补充完整:
①只闭合开关S1,移动变阻器的滑片P,使电压表示数为3.8V;
②下一步操作是:保持滑片不动,只闭合开关S2,当电压表示数为3.8V时,读出电阻箱连入电路的阻值R0
③利用上述测量出的物理量及已知量,写出小灯泡额定功率的表达式是:P=$\frac{(3.8V)^{2}}{{R}_{0}}$.
(5)小刚还想测量一只额定电压为2.5V,电阻约为10Ω小灯泡的额定功率,为此他将图2中的“3.8V”的小灯泡换成“2.5V”的小灯泡继续实验,小明认为他不能测出该小灯泡的额定功率,理由是滑动变阻器最大阻值太小,不能调到额定电压2.5V.

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