题目内容
【题目】如图所示,左端开口的气缸固定在水平桌面,用截面积S=50cm2的活塞封闭一定量的气体,活塞上系一轻绳通过定滑轮连接质量m=10kg的物体。开始时系统处于平衡状态,缸内气体温度t1=27℃。已知大气压强p0=1×105Pa,重力加速度g取10m/s2,气缸内壁光滑。求:
(1)开始时气缸内部的气体压强p1;
(2)现用一外力缓慢拉动活塞,当缸内气体体积变为初始体积的1.25倍时,对应的外力F为多大?
(3)在第2小问的基础上,若想撤去外力后活塞能静止在原处,写出可行的方案,并通过计算说明你的方案。
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【答案】(1)
;(2)
;(3)见解析所示
【解析】
(1)以活塞为研究对象,根据平衡分析可知
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(2)设开始时缸内气体体积为
,则
,因为缓慢推动活塞,所以气体温度不变,根据玻意耳定律
,所以
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以活塞为研究对象,受力如图
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根据平衡
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(3)以气缸内气体为研究对象,因为活塞静止在原处,所以气体体积不变且
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根据查理定律
即
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解得:
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利用销子把活塞固定在原处,加热气缸使气体温度上升至102℃,再拔去销子。(或在逐渐升高气缸内气体温度的同时减少外力F,当气体温度升高至102℃(375K)时撤去外力)
【题目】要描绘一个规格为“3V,1.5W”的小灯泡的伏安特性曲线,实验室准备了以下器材:
①直流电源(电动势E=3V,内阻不计)
②电流表A1(量程3A,电阻约1)
③电流表A2(量程600mA,电阻约0.01)
④电压表V(量程15V,电阻约1000)
⑤表头G(量程10mA,内阻10)
⑥滑动变阻器R1(0~2500,最大电流2A)
⑦滑动变阻器R2(0~5,最大电流0.8A)
⑧定值电阻R=290
⑨开关K及导线若干
(1)为了尽可能的减小实验误差而完成此实验,实验时应选的实验器材有:__________(填写仪器前面的序号);
(2)根据所选的器材在框中设计最合理的实验电路图__________;
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(3)某同学通过合理的实验电路图得到了6组灯泡两端电压和流过灯泡电流的数据如下表:
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
电压(单位:伏) | 0.00 | 0.60 | 1.20 | 1.80 | 2.40 | 3.00 |
电流(单位:毫安) | 0 | 180 | 301 | 398 | 450 | 498 |
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由表格数据画小灯泡的
图像__________;
(4)将此小灯泡与电动势为1.5V、内阻为1的电源串接,小灯泡的实际工作功率为__________W(保留两位有效数字)。