题目内容

如图示的U-I图,其中A是路端电压随电流的变化规律,B是某一电阻的伏安特性曲线,用该电源与该电阻组成闭合电路时,电源的输出功率是(  ),电源的效率是(  )

答案:
解析:

  [解析]由图中A知:E=3 V,r=0.5 Ω

  由图中B知:R=1 Ω

  电源的输出功率是

  因为是纯电阻电路,电源的效率是:

  

  [规律总结]电路端电压随电流变化的特性图,以下几个特点必须记住:

  (1)线与U轴的交点就是电源的电动势

  (2)曲线与I轴的交点就是电源短路电流

  (3)曲线的斜率大小是电源内电阻的大小

  (4)曲线上某一点坐标之积是输出功率,如图中OUIB所围面积;而图中ECIO则是该电流下电源的总功率.


练习册系列答案
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(1)在“测定玻璃的折射率”的实验中,选用的是入射面和出射面相互平行的矩形玻璃砖,用“插针法”测定某种玻璃的折射率.实验步骤如下:
a.将木板水平放置,把一张白纸用图钉固定在木板上;
b.在白纸上画出一条直线aa’作为入射界面,过aa’上的一点O画出界面的法线NN’,并画一条线段AO作为入射光线;
c.把矩形玻璃砖放在白纸上,使它的长边跟aa’对齐,画出玻璃砖的另一边bb’;
d.在直线AO上竖直插上两枚大头针P1、P2,透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像,调整视线方向,直到P2档住P1的像.再在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4
使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P3及P1、P2的像
使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P3及P1、P2的像
,记下P3、P4的位置.
e.移去大头针和玻璃砖,做出出射光线,标出入射角α、折射角β.
①请将步骤d补充完整.
②小明同学按上述步骤进行了实验,记录下5组数据,并计算出不同入射角时玻璃的折射率,如下表所示.
组别
项目
第1组 第2组 第3组 第4组 第5组
入射角α 25° 35° 45° 50° 75°
折射角β 16° 22.5° 28° 32° 42°
sinα 0.423 0.574 0.707 0.766 0.966
sin β 0.276 0.383 0.469 0.530 0.669
折射率n 1.533 1.499 1.506 1.446 1.443
但其中有一组数据是不真实的,李老师给出了该玻璃砖的折射率为n=1.521,arcsin(
1
1.521
)
=0.717(弧度)=41.081°.根据老师给出的数据可以判断,小明同学记录的数据中,不真实的是第
5
5
组.
③赵亮同学在找到入射光线和折射光线以后,以入射点O为圆心,以任意长为半径画圆,分别与AO交于C点,与OOˊ交于D点,过C、D两点分别向NNˊ作垂线,交NNˊ于Cˊ、Dˊ,所以折射率n=
CC′
DD′
CC′
DD′
.(用图示中的线段表示)
(2)在“测定金属的电阻率”的实验中,提供的器材除螺旋测微器、米尺、开关和若干导线外,还有:
待测粗细均匀的金属丝Rx (阻值约为10Ω)
直流电流表:A1(量程100mA,内阻为2Ω)
A2(量程400mA,内阻约为0.3Ω)
直流电压表:V1(量程4V,内阻约为3kΩ)
V2(量程15V,内阻约为12kΩ)
滑动变阻器:R (阻值范围0~10Ω)
电源:E (电动势为3V,内阻约为0.04Ω)
①实验时,用螺旋测微器在金属丝三个不同的位置测直径,某次测量的情况如图所示,其读数为
0.900
0.900
mm.
②某同学选择如图(甲)所示的电路图测该金属丝的电阻,为了调节方便,测量准确,实验中应选用电流表
A2
A2
,电压表
V1
V1
.(填器材的符号)
③选择了正确的器材后,请你根据电路图(甲),用笔画线代替导线,在实物图(乙)上连线.
④若电压表、电流表读数用U、I表示,导线的长度为L,直径为d,用上述测得的物理量计算金属丝的电阻率的表示式为ρ=
πUd2
4IL
πUd2
4IL
(2013?成都三模)(1)某同学做“探究力的平行四边形定则”的实验中,请先将下列不完善的实验步骤补充完整,再按照合理实验顺序排序.
a.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套;
b.在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;
c.只用一只弹簧测力计,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,让结点
达到O点位置
达到O点位置
;读出弹簧测力计的示数,记下细绳的方向,按同一标度作出这个力F'的图示;
d.用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置 O.记录下O点的位置,读 出两个弹簧测力计的示数 Fl和F2,记下
记下两条细绳的方向
记下两条细绳的方向

e.比较F'和F的大小和方向,看它们是否相同,得出结论.
f.按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力Fl和 F2的图示,并用平行四边形定则作出合力F;
按照合理实验顺序迸行排序的是
D
D

A.abcdef  B.bacdfe  C.cabdef  D.badcfe
(2)某实验小组在做“测定金属电阻率”的实验过程中,测量某金属丝的电阻(阻值5~10Ω),实验室提供了下列器材.
A.电压表(0~3V,内阻RV约1kΩ )   B.电压表(0~15V,内阻RV约5kΩ)
C.电流表(0~0.6A,内阻RA=2Ω)     D.电流表(0~3A,内阻RA=0.5Ω)
E.滑动变阻器(5Ω,1.2A)             F.直流电源(6V,内阻不计)
另有开关一个、导线若干.
实验中有两种电路可供选择,如图(甲)和(乙)所示.
①为了较准确的计算金属丝的电阻,本次实验中电路应选
(选 填“甲”或“乙”),电压表应选
A
A
,电流表应选
C
C
.(只填器材前的字母代号即可).
②若用米尺测得金属丝的长度为L,用螺旋测微器测得金属丝直径为d,此时测得电流为I、电压为U,则该金属丝的电阻率ρ=
πd2
4L
(
U
I
-RA)
πd2
4L
(
U
I
-RA)
 (用π、d、L、U、I、RA表示).
(1)用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律.在下面所列举的该实验的几个操作步骤中?你认为没有必要进行的或者操作不恰当的步骤是
 
(填字母代号)
A.按照图示的装置安装器件
B.将电火花计时器接到学生电源的直流输出端上
C.用天平测量出重锤的质量
D.先放手让纸带和重物下落,再接通电源开关
E.在打出的纸带上,依据打点的先后顺序选取连续的A、B、C、D 四个合适的点,通过测量计算得出B、C 两点的速度为vB、vC,并则出B、C 两点间的距离为h
F.在误差允许范围内,看减少的重力势能mgh是否等于增加的动能
1
2
mvC2-
1
2
mvB2,从而验证机械能守恒定律.
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(2)一位电工师傅为测量某电线厂生产的铜芯电线的电阻率,他截取了一段长为L 的电线,并用螺旋测微器测得其直径为D,用多用电表测其电阻发现阻值小于1Ω,为提高测量的精度,他从下列器材中挑选了一些元件,设计了一个电路,重新测量这段导线(图2中用Rx表示)的电阻.
A.电源E:电动势为3.0V,内阻不计
B.电压表V1:量程为0~3.0V,内阻约为2kΩ;
C.电压表V2:量程为0~15.0V,内阻约为6KΩ;
D.电流表A1:量程为0~0.6A,内阻约为1Ω;
E.电流表A2:量程为0~3.0A,内阻约为0.1Ω;
F.滑动变阻器R1;最大阻值10Ω,额定电流2.0A
G.滑动变阻器R2:最大阻值1kΩ,额定电流1.0A
H.定值电阻R0.:阻值为3Ω
L.开关S一个,导线若干.
①设计合理的电路,在实物图(图2)中用笔画线替代导线连接元件.
②实验时电压表选
 
电流表选
 
滑动变阻器选
 
(只填代号).
③某次测量时,电压表示数为U,电流表示数为I,则该铜芯线材料的电阻率的表达式为ρ=
 
实验题:

(1)几位同学做“用插针法测定玻璃的折射率”实验,图示直线aa′、bb′表示在白纸上画出的玻璃的两个界面.几位同学进行了如下操作:
A.甲同学选定的玻璃两个光学面aa′、bb′不平行,其它操作正确.
B.乙同学在白纸上正确画出平行玻璃砖的两个界aa′、bb′后,将玻璃砖向aa′方向平移了少许,其它操作正确.
C.丙同学在白纸上画aa′、bb′界面时,其间距比平行玻璃砖两光学界面的间距稍微宽些,其它操作正确.
上述几位同学的操作,对玻璃折射率的测定结果没有影响的是
AB
AB
(填写字母代号)
(2)实验桌上有下列实验仪器:
A.待测电源(电动势约3V,内阻约7Ω);
B.直流电流表(量程0~0.6~3A,0.6A档的内阻约0.5Ω,3A档的内阻约0.1Ω;)
C.直流电压表(量程0~3~15V,3V档内阻约5kΩ,15V档内阻约25kΩ);
D.滑动变阻器(阻值范围为0~15Ω,允许最大电流为1A);
E.滑动变阻器(阻值范围为0~1000Ω,允许最大电流为0.2A);
F.开关、导线若干;
G.小灯泡“4V、0.4A”.
请你解答下列问题:
①利用给出的器材测量电源的电动势和内阻,要求测量有尽可能高的精度且便于调节,应选择的滑动变阻器是
D
D
(填代号),理由是
由于电源内阻较小,选择全电阻较小的滑动变阻器D便于调节,能使电表示数发生明显变化.
由于电源内阻较小,选择全电阻较小的滑动变阻器D便于调节,能使电表示数发生明显变化.

②请将图甲中实物连接成实验电路图;
③某同学根据测得的数据,作出U-I图象如图乙中图线a所示,由此可知电源的电动势E=
3.0
3.0
V,内阻r=
7.5
7.5
Ω;
④若要利用给出的器材通过实验描绘出小灯泡的伏安特性曲线,要求测量多组实验数据,请你在虚线框内画出实验原理电路图;
⑤将④步中得到的数据在同一U-I坐标系内描点作图,得到如图乙所示的图线b,如果将此小灯泡与上述电源组成闭合回路,此时小灯泡的实际功率为
0.30
0.30
W.
(2013?深圳二模)(1)根据要求,完成“验证力的平行四边形定则”实验.
①如图甲所示,把白纸固定在木板上后,再把木板竖立在桌面上,用图钉把橡皮筋 的一端固定在A点,另一端B连结两条轻绳,跨过定滑轮后各栓一细绳套,分别 挂上3个钩码和4个钩码(每个钩码重lN),调整滑轮的位置,稳定后结点B位 于O处,记下
O的位置
O的位置
和两条轻绳的方向,取下滑轮及钩码.
②如图乙所示,取某单位长度表示lN,用力的图示作出两条轻绳的拉力F1和F2;再用一把弹簧测力计把结点万也拉至O处,记下测力计的读数F′=
5.0
5.0
N,取下测力计.
③在图丙作出F1和F2的合力F及拉力F′的图示.(图作在答题卡上)
④对比F和F′的大小和方向,发现它们不是完全一致的,其可能的原因是
测量存在误差
测量存在误差
(填一个原因)

(2)图1是“用伏安法测量金属丝电阻率ρ”的实验电路图.
①用螺旋测微器测得金属丝直径d如图2所示,可读出d=
3.95
×10
-4
 
3.95
×10
-4
 
m.
②闭合电键,调节P的位置,读出MP的长度为x时电压表和电流表的示数,算出对 应的电阻R,利用多组数据绘出如图3所示的R-x图象,可得该图线的斜率 k=
10
10
Ω/m.
③利用图线的斜率k、金属丝的直径d,得到金属丝电阻率ρ的表达式为
π
d
2
 
k
4
π
d
2
 
k
4

④图中的a导线从电流表的“0.6A”接线柱改接于电流表的“-”接线柱上,可以测 量电源的电动势和内阻.闭合电键,调节P的位置,读出多组电压表和电流表的 示数,把实验得到的数据绘成如图4所示的U-I图象,得出电源的电动势 E=
2.80
2.80
V;若R0=2.0Ω,则电源的内阻r=
1.0
1.0
Ω.

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