实验次 1 2 3 4 5 数 电压/伏 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 电流/安 0.13 0.19 0.25 0.3 0.35 电阻/欧 7.7 7.8 8.0 8.2 8.6 (1)用笔划线代替导线将图中的滑动变阻器接入电路中,要求当滑片向左滑动时,灯变暗;
(2)接通电路后,发现小灯泡不亮,电流表无实数,电压表有示数,重新检查电路,确认各元器件均完好无损,则电路故障可能是 小灯泡断路 ;
(3)故障排除后,测得如上表的实验数据,由表中的数据,可知小灯泡的电流与两端电压不是正比关系,原因是: 灯丝的电阻随温度的升高而变大 .
【考点】伏安法测电阻的探究实验.
【分析】(1)滑动变阻器与灯、开关串联,滑片向左移时灯变暗,则应连入的电阻的变大.
(2)电流表无示数,说明电路故障为断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连.
(3)从温度对灯泡电阻的影响分析答题. 【解答】解:(1)滑片向左移时灯变暗,故滑动变阻器的下边的右端的接线柱接入电路,滑动变阻器与灯、开关串联,如下图:
(2)闭合开关后,灯不亮,电流表无示数,说明电路故障为断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,因此电路故障为小灯泡断路.
(3)由于灯丝电阻随温度升高而增大,随灯泡电压与电流增大,灯泡实际功率增大,灯丝温度升高,灯泡电阻变大,因此灯泡的电流跟灯泡两端电压的不成正比. 故答案为:(1)如上图;(2)小灯泡断路;(3)灯丝的电阻随温度的升高而变大.
五、计算题
23.我国自主开发的国产车“比亚迪F3”全车质量为1210kg,发动机为109马力,工信部综合油耗(汽油)为6.2L/100km.其中,1马力为735瓦特、测试路面的平均阻力为车重的0.1倍、汽油的热值为4.6×107J/kg、密度为0.8×103kg/m3,1L=10﹣3m3,g取10N/kg. (1)该车发动机的功率为多少kW?(保留整数)
(2)根据相关数据,计算该车匀速行驶中发动机的效率. 【考点】功率的计算;热机的效率. 【分析】(1)已知1马力为735瓦特,发动机为109马力,然后可求得该车发动机的功率为多少kW;
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(2)根据全车质量可求得其重力,根据平均阻力为车重的0.1倍可求其阻力,然后可知其动力,利用W=Fs可求得有用功,已知油耗(汽油)为6.2L/100km,可求得汽油的质量,利用W=mq可求得总功,然后可求计算该车发动机的效率.
【解答】解:(1)已知1马力=735瓦特,该车发动机的功率P=109×735W=80115W≈80kW;
(2)车的重力G=m车g=1210kg×10N/kg=12100N, F=f=0.1G=0.1×1210N=1210N,
W有用=Fs=1210N×1×105m=1.21×108J,
由ρ=可得,m汽油=ρ汽油V=0.8×103kg/m3×6.2×10﹣3m3=4.96kg, W总=m汽油q=4.96kg×4.6×107J/kg=2.2816×108J, 该车发动机的效率η=
×100%=
×100%≈53%.
答:(1)该车发动机的功率为80kW; (2)该车发动机的效率为53%.
24.两定值电阻甲、乙中的电流与电压关系如图所示,现在将甲和乙连接在电压为6V的电源两端.计算:
(1)根据关系图信息计算两电阻的阻值R甲和R乙. (2)两电阻串联时,电路中电流是多少?
(3)两电阻并联时,电路的总电流和总电阻各是多少?
【考点】欧姆定律的应用. 【分析】(1)根据图象读出甲乙对应的电压和电流值,由欧姆定律计算它们的电阻; (2)根据串联电路的电阻特点和欧姆定律计算电路中电流;
(3)由并联电路的电阻特点计算总电阻,根据欧姆定律计算总电流. 【解答】解:
(1)由图可知,当电压为3V时,乙的电流为0.3A,甲的电流为0.6A, 由欧姆定律可得: R甲=R乙=
==
=5Ω, =20Ω;
(2)甲和乙连接在电压为6V的电源两端, 电路的总电阻:R=R甲+R乙=5Ω+20Ω=25Ω, 所以电路中电流: I==
=0.24A;
(3)根据并联电路的总电阻特点可得两电阻并联的总电阻:
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R′===4Ω,
由欧姆定律可得总电阻: I′=
=
=1.5A.
答:(1)甲和乙的电阻分别是5Ω、20Ω; (2)两电阻串联时,电路中电流是0.24A;
(3)两电阻并联时,电路的总电流1.5A和总电阻是4Ω.
25.如图所示,当开关S闭合后,滑动变阻器滑片P在B端时,电压表示数为9V,电流表示数为0.1A;滑片P在中点C时电压表的示数为6V.求: (1)滑动变阻器R1的最大阻值; (2)R2的阻值; (3)电源电压.
【考点】欧姆定律的应用.
【分析】由电路图可知,两电阻串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路电流;
(1)P在B端时,滑动变阻器全部接入电路,由欧姆定律可以求出R1的最大阻值;
(2)P在中点C时,知道电压表的示数和R1的值可以求此时的电流;由串联电路特点及欧姆定律可以求出R2和电源电压U. 【解答】解:
(1)由图可知,滑动变阻器R1与定值电阻R2串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中电流,
滑片P在B点时,滑动变阻器全部接入电路, 由I=,
所以滑动变阻器最大阻值:R1最大==(2)(3)当P在中点C时:R1=此时电路电流I′=
=
=
A,
=
=90Ω;
=45Ω,
电源电压U保持不变,
所以:U=I×(R1最大+R2)=0.1A×(90Ω+R2)…①, U=I′×(R1+R2)=
A×(45Ω+R2)…②,
由①②解得:R2=90Ω,U=18V; 答:(1)滑动变阻器R1的最大阻值是90Ω; (2)R2的阻值是90Ω;
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(3)电源电压是18V.
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2016年10月10日
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