题目内容

10．小明家有一电热毯，铭牌上标有“220V，**W”的字样，其中额定功率值不清，大约为40W．现在实验室有下列实验器材：一个蓄电池（电压为6V），一个开关，导线若干．另外，还有可供选择的以下器材：
A．电流表A（量程：0～0.6A，0～3A）．  B．电压表V1（量程：0～3V，0～15V）．
C．电压表V2（量程：0～3V，0～15V）．   D．定值电阻R1（阻值：20Ω）．
E．定值电阻R2（阻值：500Ω）．F．滑动变阻器（阻值：0～10Ω）．
G．滑动变阻器（阻值：0～1kΩ）．
根据你学过的物理知识，只要测量出电热毯的电阻，即可算出它的额定功率值． 请你帮助小明测量出电热毯的额定功率值．
（1）通过估算说明不能用伏安法测量电热毯电阻值的原因．
（2）利用双伏法较准确测量时，除电压表外选择的实验器材是EG（填序号）
（3）在如图方框内画出实验电路图．
（4）根据实验电路，写出测量这个物理量的公式Rx=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}{R}_{2}$．
（5）设计出实验记录表格．

分析 （1）根据欧姆定律求出电路中的最大电流，然后电流表的分度值进行比较；
（2）用一个电压表测已知电阻两端的电压，然后算出电流，用另一只电压表测量待测电阻两端的电压，根据欧姆定律求出被测电阻的阻值；
（3）使被测电阻与R2并联，电压表测量已知电阻两端电压，据此设计电路图，然后串联电路电压的特点和欧姆定律表示出被测电阻的阻值．
（4）根据串联电路的电压规律和欧姆定律求解；
（5）实验中要多次测量，根据需要测量的数据设计表格．

解答 解：（1）电热毯的电阻为：R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{40W}$=1210Ω；电热毯接入电路中时的电流为：电路中的最大电流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{6V}{1210Ω}$=0.005A＜0.02A，因此无法完成实验．
（2）为了准确测量被测电阻的阻值，则利用与被测电阻接近的R2与被测电阻串联，用一只电压表测量已知电阻两端电压，根据定值电阻两端电压表示数和定值电阻的阻值即可求出电路中电流，再用另一只电压表测量待测电阻两端的电压，根据R=$\frac{U}{I}$即可求出被测电阻，为了实现多次测量，电路中应接入滑动变阻器，由于待测电阻的阻值较大，故应选用阻值最大的滑动变阻器，故选择的器材有EG；
（3）将电压表V1被测电阻并联，将电压表V2与R2串联；这两个电阻与滑动变阻器串联；电路图如下图所示：
；
（4）闭合开关后，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，则电路中的电流为：I=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{2}}$；则Rx的表达式：Rx=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{{U}_{1}}{\frac{{U}_{2}}{{R}_{2}}}$=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}{R}_{2}$．
（5）为了减小误差，应调节滑动变阻器，进行多次测量，故表格为：

次数电压U1/V电压U2/VR/Ω
1   
2   
3   
故答案为：（1）电路中电阻较大，电流较小，无法读数；（2）EG；（3）如图；（4）Rx=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}{R}_{2}$；（5）如上表．

点评 本题考查计算电功率所需的物理量，估测电阻和电阻的计算，估测电流，以及测量电阻的步骤．

练习册系列答案
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20．小皓利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系．已知电源电压为4.5V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．

（1）小皓连接的电路如图乙，有一处错误，请只改动一根导线，使电路连接正确（在应改动的导线上打“×”，用笔画线代替导线画出正确的接法）．
（2）实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象．
①由图象可以得出结论：电压一定时，电流与电阻成反比．
②上述实验中，小皓用5Ω的电阻做完实验后，接下来的操作是断开开关，将滑片移至最大阻值处，然后将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片，使电压表示数为2.5V时，读出电流表的示数．
（3）为完成整个实验，应该选取最大阻值不小于35Ω的滑动变阻器．
1．原长为l的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个小钢球，将钢球从O点释放，钢球运动到A点后开始向上返回，O、A两点间距离为2l，如图所示．则能反映钢球从O点运动到A点的过程中，其动能Ek随运动距离s变化的关系图象可能是（　　）
A．B．C．D．
18．法国科学家阿尔贝•费尔和德国科学家彼得•格林贝格尔由于巨磁电阻（GMR）效应而荣获2007年诺贝尔物理学奖．如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图．实验发现，在闭合开关S1、S2且滑片P向右滑动的过程中，指示灯明显变暗，这说明（　　）
A．电磁铁的左端为N极
B．流过灯泡的电流增大
C．巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显增大
D．巨磁电阻的阻值与磁场的强弱没有关系
5．阅读下表中一些介质中的声速，回答下列问题：
         一些介质中的声速v（m/s）
空气（0℃）331冰3230
空气（15℃）340铜3750
煤油（25℃）1324铝5000
海水1530铁5200
（1）从表中发现声速与介质的温度和种类有关．
（2）小明同学郊游时，遇到大雷阵雨．他注意到一道闪电过后，听到的是“轰隆隆”的雷声．他看到某次闪电时及时计时，经3s后才听到雷声，试估算该同学距闪电处多远？（气温为15℃）
（3）某探测船利用声呐从海面处垂直向海底发射超声波，经0.6s接收到反射回来的声音信号，海底障碍物到海面的距离是多少米？
（4）能用超声波测地球和月球间的距离吗？为什么？
15．“神舟十一号”飞船和“天宫二号”成功对接后，若“天宫二号”是静止的，则所选参照物是（　　）
A．地球B．酒泉卫星中心发射塔架
C．“神舟十一号”飞船D．在“天宫二号”内穿行的航天员
2．马斯克于2013年首次提出了超级高铁的计划．他设想乘客进入压力管道中，其速度最高可以达到约1200km/h．根据上述材料，下列说法正确的是（　　）
A．“车厢”的速度可以达到1000 m/s
B．材料中描述的1200 km/h是指“车厢”的平均速度
C．坐在“车厢”里面的乘客相对于自己的座位是静止的
D．在“车厢”加速启动阶段，乘客没有受到重力的作用
19．如图所示是小明家的电能表，从中可获取的正确信息是（　　）
A．电能表测的是小明家用电器消耗的电能
B．当电能表转盘转过3000转时，该表已消耗了1kW•h的电能
C．此时电能表的读数是1572.3kW•h
D．该电能表只能在220V的电压下工作
20．近来，小华为了看清书上的字，眼睛与书的距离和视力正常时相比越来越近了，小华需要佩戴用凹透镜制成的眼镜．该透镜对光具有发散作用（选填“会聚”或“发散”）．

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