题目内容

16．如图所示，电源电压保持6V 不变，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，定值电阻R1的规格为“10Ω 0.5A”，滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”．闭合开关，为了保证电路安全，在变阻器滑片移动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4W～0.9W
B．电流表示数允许的变化范围为0.2A～0.5A
C．变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为10Ω～20Ω
D．电路消耗总功率允许的变化范围为1.2W～1.8 W

分析 根据电路图可知，滑动变阻器R2与定值电阻R1串联，电压表测量定值电阻两端的电压，电流表测量电路电流；
（1）根据电压表量程确定定值电阻的最大电压，由欧姆定律求出电路中的最大电流；
根据欧姆定律的变形公式和串联电路电压的规律求此此时滑动变阻器接入电路中的最小电阻：
变阻器连入电路中的电阻越大，电流表示数越小，电压表示数也越小，故变阻器的最大电阻可连入电路中，从而确定变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围；
（2）根据P=UI可分别求出电路消耗的最大功率和电阻R1消耗功率最大功率；
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，求出电路中的最小电流，根据P=UI可分别求出电路消耗的最小功率和电阻R1消耗功率最小功率．

解答 解：（1）电源两端电压为6V保持不变，定值电阻为10Ω；
由题意知，当电压表的最大测量值为3V时，此时定值电阻R1两端的电压U1=3V，电路中的电流：
I1=I=I2=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A＜0.6A，因此电路中的最大电流为0.3A，故B错误；
根据欧姆定律的变形公式和串联电路电压的规律，电路中的最大电流为0.3A，滑动变阻器接入电路中的最小电阻：
R2=$\frac{U-{U}_{1}}{I}$=$\frac{6V-3V}{0.3A}$=10Ω；
变阻器连入电路中的电阻越大，电流表示数越小，电压表示数也越小，故变阻器的最大电阻可连入电路中，即变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为10Ω～20Ω，故C正确；
（2）电路消耗的最大功率：
P总大=UI=6V×0.3A=1.8W，
电阻R1消耗功率最大功率：
P=U表大I=3V×0.3A=0.9W；
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小：
I1′=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2大}}$=$\frac{6V}{10Ω+20Ω}$=0.2A，
电阻R1电路消耗的最小功率：P′=（I1′）2R1=（0.2A）2×10Ω=0.4W，
则电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4W～0.9W；故A正确．
电路消耗的最小功率：
P总小=UI1′=6V×0.2A=1.2W，即电路消耗总功率允许的变化范围为1.2W～1.8 W，D正确．
故选ACD．

点评 本题考查串联电路中电压、电流以及功率、滑动变阻器接入电路电阻的计算，注意求阻值范围时，根据电流表和电压表的最大值进行计算，并且会灵活运用欧姆定律．

练习册系列答案
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6．如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其F-t和v-t图象分别如图乙、丙所示，下列说法正确的是（　　）
A．当t=1s时，物体处于静止状态，受摩擦力是0N
B．当t=3s时，物体受到摩擦力是6N
C．4-6s内，拉力F做的功是16J
D．2-4s内，物体的机械能保持不变
7．如图平底茶壶的底面积是40cm2，质量是200g，装满水时能装0.6Kg的水，水深是12cm，放在水平桌面上．试求：
（1）水对壶底的压力？
（2）装满水的茶壶对桌面的压强？（g=10N/Kg）
4．在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中，小锋猜想：液体的压强可能与液体的密度、深度等因素有关，如图1是小锋同学设计的用压强计探究影响液体压强因素的三个实验装置：

（1）实验前，小锋发现压强计的金属盒还没放进液体中，U形管两边的液面已经出现高度差了，出现这种情况，调节的方法是：B
A．将液面高的那边管中高出的液体倒出     B．取下软管重新安装
C．往液面低的那边管中加入适当液体
（2）小锋检查另外一个装置时．当用手指按压（不论轻压还是重压）橡皮膜时，发现U形管两边液柱的高度几乎不变化．出现这种情况的原因是压强计的密封性不好．
（3）该实验过程中通过观察U形管两边液柱的高度差来反映（选填“计算”或“反映”）出液体压强的大小，这种实验探究方法称作转换法．
（4）要探究液体密度相同时，液体的压强与液体的深度是否有关，应选取装置甲和乙（填“乙”或“丙”）来进行研究；比较乙和丙图可得到的结论是液体压强与液体的密度有关
（5）为进一步学习液体的压强知识时，老师使用了如图2所示的实验装置：容器中间用隔板分成左右两部分，隔板下部有一用薄橡皮膜封闭的圆孔．实验时，在两侧倒入相同深度的水，橡皮膜不变（填“不变”或“向左凸”或“向右凸”）可以初步得到结论是同种液体，同深度压强相等；如图所示若左侧注入的是水，水面距离橡皮膜8cm，右侧注入酒精，酒精液面距离橡皮膜10cm，酒精对橡皮膜的压强是800 Pa，我们可以观察到的现象是橡皮膜不变（填“不变”或“向左凸”或“向右凸”）（ρ酒精=0.8×103kg/m3）
11．如图所示，将细铜丝在铅笔上紧密排绕25圈，25圈的总长度是5.00cm，细铜丝的直径是2.0mm；若由于疏忽，在数铜丝匝数时少了一匝，则测量的结果将偏大．（填“偏大”、“偏小”或“不变”，下同）；若在绕线时铜丝之间有间隙，则测得结果将偏大．
1．杭十三中教育集团的综合实践活动深受同学们的欢迎．今年的实践活动中，煜菲同学在金工课中用锯子、锉刀等工具将金属块加工成了自己喜欢的五角星．爱动脑筋的她很想用家里的弹簧秤测这种五角星的密度．请你和小菲同学一起来完成测量过程． 
（1）如图甲所示用细线拴住五角星，用弹簧秤测出其所受重力，这时弹簧秤示数是3N，从而可计算出五角星的质量．
（2）如图乙所示让五角星完全浸没在水中，从图中弹簧秤的示数可计算出五角星所受的浮力是1N．
（3）利用以上测量数据可计算出五角星的密度是3×103kg/m3．
8．同学开展科学探究活动．
为了探究液体内部的压强与哪些因素有关，该同学将一根两端开口的玻璃管的一端扎上橡皮膜，将其浸入盛有水的烧杯中，并不断增加玻璃管浸入水中的深度，实验操作过程及实验现象如图（a）、（b）和（c）所示．他继续实验，在玻璃管中分别注入酒精、盐水，使之与烧杯中水面相平，实验操作过程及实验现象如图（d）、（e）所示．（已知ρ盐水＞ρ水＞ρ酒精）

（1）观察比较图（a）、（b）与（c）可归纳出的初步结论是：同种液体，深度越深，压强越大．
（2）观察比较图（d）与（e）可归纳出的初步结论是：在深度相同时，密度越大，压强越大．
为了进一步探究液体产生压强跟深度的定量关系，该同学又开始子啊弹簧秤下挂一个实心圆柱体，浸入盛某液体的容器中，测得圆柱体的体积为0.5×l0-4米3，柱体的重为0.6牛顿．当圆柱体缓慢地浸人液体中时（圆柱体始终竖直且没有被浸没），记下圆柱体下表面所处的深度h、弹簧秤相应的示数F，求得相应的圆柱体在下表面处产生对液体的压强p（液体在圆柱体下表面处产生的压强也为p），所得数据如下表：
实验序号12345
h/米0.10.20.30.40.5
F/牛0.480.360.240.120
P/帕1.2×1032.4×1033.6×1034.8×103
（3）根据第5次实验所得数据，求得圆柱体在下表面处对液体产生的压强是6.0×103Pa．
（4）当弹簧秤的示数为0.12牛时，圆柱体受到的水的压力为0.48牛．
5．下列现象属于扩散现象的是（　　）
A．雪花飘飘B．黄沙扑面C．槐花飘香D．柳絮飞扬
6．小明用如图甲所示装置研究浮力大小跟物体排开液体体积的关系实验时，将一个挂在弹簧测力计下的件数圆柱体缓慢地浸入水中（水足够深），在接触容器底之前，分别记下圆柱体下表面所处的深度h，弹簧测力计相应的示数F，实验数据如表：
实验次数12345
h（cm）0481012
F（N）6.755.754.754.254.25
（1）由实验数据可知，金属块重6.75N．
（2）表中第1次到第3次实验数据，说明了浸在液体中的物体受到浮力大小与物体排开液体体积有关（填“有关”或“无关”）；分析表中第4次和第5次实验数据，说明了当物体完全浸没后所受浮力大小不随深度增大而增大，完全浸没时受到的浮力是2.5N．
（3）图乙中能正确反映金属圆柱体所受浮力F和圆柱体下表面所处的深度h关系的图象是D．
（4）由实验数据可以得出金属块的体积是2.5×10-4m3，密度为2.7×103kg/m3．（g取10N/kg）

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