题目内容

19.如图所示,电路中电源电动势E恒定,内阻r=2Ω,定值电阻R3=4Ω.ab段电路消耗的电功率在开关S断开与闭合时相等,电压表和电流表均为理想电表,则以下说法中正确的(  )
A.开关S断开时电压表的示数一定等于S闭合时的示数
B.电阻R1、R2可能分别为4Ω、6Ω
C.电阻R1、R2可能分别为3Ω、9Ω
D.开关S断开与闭合时,电压表的示数变化量与电流表的示数变化量大小之比与R1、R2无关

分析 当K闭合时R2被短路,根据电键K断开与闭合时,ab段电路消耗的电功率相等,列出方程,将电阻R1、R2代入,选择使方程成立的阻值.根据外电路总电阻的变化,分析电压表示数的大小关系.根据闭合电路欧姆定律求解电键K断开与闭合时电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比.

解答 解:A、电键断开时外电路总电阻大于闭合时外电路总电阻,则电键断开时电压表的示数一定大于闭合时的示数,故A错误;
BC、由题,电键K断开与闭合时,ab段电路消耗的电功率相等,则有:$(\frac{E}{{R}_{1}+{R}_{2}+r})^{2}$(R1+R2)=$(\frac{E}{{R}_{1}+r})^{2}{R}_{1}$,将3Ω、9Ω代入方程成立,而将4Ω、6Ω代入方程不成立.故B错误,C正确;
D、根据闭合电路欧姆定律得:U=E-(R3+r)I,则电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比为:$\frac{△U}{△I}$=R3+r=6Ω,与R1、R2无关.故D正确.
故选:CD

点评 本题考查运用闭合电路欧姆定律分析和计算电路问题的能力.通过列方程,运用代入法研究BC两项,D项也可以根据U-I图象分析.

练习册系列答案
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10.如图甲所示的装置叫做阿特伍德机,是英国数学家和物理学家阿特伍德(G•Atwood 1746-1807)创制的一种著名力学实验装置,用来研究匀变速直线运动的规律.某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律,如图乙所示.
(1)实验时,该同学进行了如下步骤:
①将质量均为M(A的含挡光片、B的含挂钩)的重物用绳连接后,跨放在定滑轮上,处于静止状态.测量出挡光片中心(填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片中心”)到光电门中心的竖直距离h.
②在B的下端挂上质量为m的物块C,让系统中的物体由静止开始运动,光电门记录挡光片挡光的时间为△t.
③测出挡光片的宽度d,计算有关物理量,验证守恒定律.
(2)如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒,应满足的关系式为mgh=$\frac{1}{2}$(2M+m)($\frac{d}{△t}$)2(已知重力加速度为g).
(3)引起该实验系统误差的原因有定滑轮有质量;绳子有质量;滑轮和绳子间有摩擦;物体受空气阻力(写一条即可).
(4)验证实验结束后,该同学突发奇想:如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒,不断增大物块C的质量m,重物B的加速度a也将不断增大,那么a与m之间有怎样的定量关系?a随m增大会趋于一个什么值?
请你帮该同学解决,
①写出a与m之间的关系式:a=$\frac{mg}{2M+m}$(还要用到M和g)
②a的值会趋于g.
14.国标(GB/T)规定自来水在15℃时电阻率应大于13Ω•m.某同学利用图甲电路测量15℃自来水的电阻率,其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管,细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量,玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略),右活塞固定,左活塞可自由移动.实验器材还有:电源(电动势约为3V,内阻可忽略),电压表V1(量程为3V,内阻很大),电压表V2(量程为3V,内阻很大),定值电阻R1(阻值4kΩ),定值电阻R2(阻值2kΩ),电阻箱R(最大阻值9 999Ω),单刀双掷开关S,导线若干,游标卡尺,刻度尺.    实验步骤如下:
A.用游标卡尺测量玻璃管的内径d;
B.向玻璃管内注满自来水,并用刻度尺测量水柱长度L;
C.把S拨到1位置,记录电压表V1示数;
D.把S拨到2位置,调整电阻箱阻值,使电压表V2示数与电压表V1示数相同,记录电阻箱的阻值R;
E.改变玻璃管内水柱长度,重复实验步骤C、D,记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R;           
F.断开S,整理好器材.
(1)测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙,则d=30.00mm.
(2)玻璃管内水柱的电阻Rx的表达式为Rx=$\frac{{R}_{1}{R}_{2}}{R}$(用R1、R2、R表示).
(3)利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据,绘制出如图丙所示的R-1/L关系图象.自来水的电阻率ρ=14Ω•m(保留两位有效数字).本实验中若电压表V1内阻不是很大,则自来水电阻率测量结果将偏大(填“偏大”“不变”或“偏小”).
4.如图为一气垫导轨,导轨上安装有一个光电门B,滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连,力传感器可测出绳子上的拉力大小.传感器下方悬挂钩码,每次滑块都从A处由静止释放.

(Ⅰ)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则d=2.30mm.
(Ⅱ)实验时,由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t=1.0×10-2s,则滑块经过光电门B时的瞬时速度为0.23m/s.
(Ⅲ)若某同学用该实验装置探究加速度与力的关系,
①要求出滑块的加速度,还需要测量的物理量是遮光条到光电门的距离L(文字说明并用相应的字母表示).
②下列不必要的一项实验要求是A.(请填写选项前对应的字母)
A.滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量
B.应使A位置与光电门间的距离适当大些
C.应将气垫导轨调节水平
D.应使细线与气垫导轨平行
③改变钩码质量,测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t,通过描点作出线性图象,研究滑块的加速度与力的关系,处理数据时应作出$\frac{1}{{t}^{2}}$-F图象.(选填“t2-F”、“$\frac{1}{t}$-F”或“$\frac{1}{{t}^{2}}$-F”).
(Ⅳ)若某同学用该实验装置验证滑块A所受合外力做功与动能变化量关系,还需测量的物理量是遮光条到光电门的距离L、滑块A的质量M(文字说明并用相应的字母表示);验证的表达式为FL=$\frac{M{d}^{2}}{2{t}^{2}}$.
(Ⅴ)该实验装置能否用于验证滑块A、钩码和力传感器组成的系统机械能守恒?能(填“能”或“不能”)

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