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1、为倡导节能环保,某科研机构设计了新型路灯,工作原理如图所示.控制电路中 R2为半导体硅制成的光敏电阻,R2阻值随光强(国际单位为坎德拉,符号:cd)变化的规律如表所示.工作电路中开关S2的状态由 R2两端的电压决定:光照足够强时,R2两端的电压很小,开关S2与b点接触,处于断开状态,路灯 L 关闭;当光强降为20cd时,R2两端的电压刚好升至 2V.开关S2与c 点接触,电路接通,路灯正常工作.已知,控制电路和工作电路中电源电压分别为6V 和220V,路灯 L 正常工作时电流为1A.求:
光强/ cd
5
10
20
25
40
电阻/Ω
40
20
10
8
5
(1)、工作电路刚好接通时,R1接入电路的阻值.(2)、保持R1接入电路的阻值不变,当R2两端的电压为1V时,R2的阻值是多大?分析表格中光强与电阻数据的规律,确定此时光强是多大.(3)、为了节约能源,使路灯更晚一些打开,应怎样调节R1? -
2、在如图所示的电路中,电源电压保持不变.电阻R1的阻值为20Ω,现将两个电流表 A1、A2分别串接在电路中,向左移动滑动变阻器R2的滑片P,每次移动滑片P,均使变阻器R2连入电路的电阻减少相同的阻值,两个电流表的示数如表所示。
滑片 P 移动的次序
电流表 A1 的示数
电流表 A2 的示数
1
0.6A
0.9A
2
0.6A
1.0A
3
0.6A
1.2A
4
0.6A
1.8A
(1)、求电源电压U.(2)、若变阻器R2连入电路中的阻值为50Ω时,求干路的电流I.(3)、请通过计算说明电流表 A2串接在电路中的位置. -
3、如图甲所示,某工厂要研发一种新型材料,要求对该材料所承受的撞击力进行测试.在测试时将材料样品(不计质量)平放在压力传感器上,闭合开关S,由静止自由释放重物,经撞击后样品材料仍完好无损.从重物开始下落到撞击样品的这个过程中,电流表的示数I 随时间t变化的图象如图乙所示,压力传感器的电阻R 随压力 F 变化的图象如图丙所示.电源的电压U=24V,定值电阻. 10Ω.求:(1)、在重物下落的过程中,压力传感器的电阻是多少?(2)、在撞击过程中,样品受到的最大撞击力是多少?
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4、传感器可以把力学物理量转化成电学信号,然后通过相互之间的函数关系,直接引用力的大小.测量压力大小的压力传感器,工作原理如图所示,其中M、N 均为绝缘材料,M、N间有可收缩的导线(电阻大小不计),弹簧上端和滑动变阻器 R2的滑片 P固定在一起,电源电压恒为12V,已知压力 F 的大小与R2的阻值大小成正比例关系.闭合开关S,压力 时,滑片 P在最上端;压力 时,电流表示数为1A,电压示数为3V,当滑片P滑至最下端时,电压表示数为7.5V.求:(1)、定值电阻R1的大小,压力 F1与R2阻值之比k.(2)、当滑片 P 滑至最下端时,压力 F2的大小.(3)、压力 F 的大小与电压表示数之间的函数关系表达式.
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5、用如图所示的电路研究通过导体的电流与电压、电阻的关系.保持电源电压和电阻箱R1的阻值不变,移动滑动变阻器R2的滑片 P,测得电流、电压如表一所示;然后将滑片移到适当位置保持不变,仅改变电阻箱R1的阻值,测得相应的电流值,如表二所示.
表一
次数
U1/V
I/A
①
1.0
0.20
②
1.5
0.30
③
2.0
0.40
表二
次数
R1/Ω
I/A
①
3.0
0.50
②
6.0
0.33
③
9.0
0.25
(1)、根据表一中的数据,你得出什么结论?求出 R1的阻值.(2)、分析表二中的数据,指出实验操作中存在的问题,并说出判断的理由.(3)、请利用表二中的数据求电源电压. -
6、如图甲所示,灯泡L标有“6V 0.5A”字样,电源电压及灯丝电阻保持不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,变阻器R 的最大阻值为100Ω.只闭合开关S、S1 , 移动滑片P的过程中,电流表示数与变阻器连入电路的阻值变化关系如图乙所示,当滑片P在a 点时,电压表示数为10V,电流表示数为I。;只闭合开关S、S2 , 滑片P置于b 点时,变阻器连入电路的电阻为 Rb , 电流表的示数为 Ib , 已知 求:(1)、小灯泡正常工作时的电阻 RL;(2)、只闭合S、S2 , 滑片P 在b 点时,电流表的示数Ib;(3)、电源电压.
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7、世界首台220kV超导限流器已于 2011年在我国电网中并网运行,这是我国超导产业在电网行业应用上的重大突破.超导限流器能有效限制电网的短路电流(电路能够承受的最大电流用I1 表示),减少短路电流对电网设备的损坏,维护国家电网的稳定.如图甲是它接入电网后的电路图,图乙是它的电阻R 随电流I的变化关系.(1)、当电路正常工作时,超导限流器的电阻为Ω,对电路没有影响.(2)、根据图乙分析可知,当电网在某处发生短路,电流达到I1 时,超导限流器 , 保证电流稳定在正常范围,从而使电网保持在稳定状态.
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8、金属电阻 R 随温度t(单位:℃)变化的关系为R=R。(1+αt),式中α为电阻温度系数.要测量某金属的电阻温度系数,实验器材有:恒流电源(能输出恒定电流,且电流可调可读)、量程为100mV的电压表、待测金属电阻R、保温容器(带温度计)、开关和导线等.(1)、请在图甲中画两根连线,使电路完整.
注:待测电阻 R 已放入保温容器(未画出).
(2)、请将实验主要步骤补充完整.①正确连接电路,在保温容器中注入适量冷水,接通电源,调节并记录电源输出的电流值;
②在保温容器中添加适量热水,待温度稳定后,闭合开关,记录和的示数,断开开关;
③重复第②步操作若干次,测得多组数据.
(3)、算出该金属电阻在不同温度下的阻值R,再绘出 R-t关系图线如图乙所示.据图可知 , 该金属的电阻温度系数α=℃-¹.(4)、若电源输出的电流恒为0.5mA,某次操作中电压表的示数如图丙所示.电压表的示数为mV,此时保温容器内的水温约为℃. -
9、雨天乘车时,小华发现小车前挡风玻璃上的刮水器随着雨的大小,刮动的速度相应地发生变化.雨停后,刮水器自动停止工作.小华查阅相关资料后,发现它的工作电路中安装有“雨水检测金属网”装置.小华想,该装置究竟在刮水器工作中起到了什么作用?于是他自制了如图甲所示的雨水检测金属网(以下简称检测网),并设计了如图乙所示的模拟电路进行探究.(1)、小华按照所设计的电路图连接电路,实验时,检测网未放入雨水中,电路处于断开状态,再将检测网放入雨水中,电路接通,表明雨水是(选填“导体”或“绝缘体”).小华通过观察电路中的变化,来判断电动机转速的变化,从而反映刮水器刮水速度的变化.(2)、将检测网竖立并浸入雨水中不同深度处进行实验,记录如下数据:
检测网浸入雨水中部分
未浸入
1/3 浸入
2/3浸入
全部浸入
电流表的示数/A
0.16
0.20
0.32
①结合上述实验将表格中的数据补充完整.
②分析数据可知,检测网浸入雨水中深度越深,电流表示数越大.这说明a、b间接入电路的电阻在(选填“变大”或“变小”).根据影响导体电阻大小的因素可知:a、b间接入电路的电阻变化是由导体的变化引起的.
(3)、小华设计的电路在无雨水时,电动机不能转动,无法实现车窗的清洗.请你在不拆卸原电路的基础上,在该电路中加装一个电路元件,以解决此问题.加装的元件是:.
简述你的做法:.
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10、最近,微信朋友圈里流传着“黑心秤”的说法,传闻称许多菜市场的商家在电子秤下面放上衬垫物,这样电子秤显示的示数会大于商品的质量导致消费者购买的商品短斤缺两,电子秤下放上衬垫物真会这样吗?
[实验与记录]
科学兴趣小组准备了电子秤、称量物(100g、300g、500g砝码各1个)、泡沫板、毛毯、纸板,进行实验,结果记录如表一.
表一
示数/g衬垫材料称量物
无
泡沫板
毛毯
纸板
500g砝码
500
500
498
500
300g砝码
300
300
299
300
100g砝码
100
100
100
100
[分析与结论]
通过对表一实验结果的分析,可得出的结论是
[问题与猜想]
用毛毯作为衬垫物时,电子秤显示的示数有偏差是什么因素引起的?科学兴趣小组通过思考和讨论后认为可能与毛毯太软引起电子秤倾斜有关.为此,他们又制定了实验方案并进行实验.
[实验与记录]
把电子秤置于水平木板上,调零后放上砝码测量,改变木板与水平桌面的倾角α的大小,调零后继续实验,如图a,结果记录如表二.
表二
倾,
示数/g 斜角度
称量物
0°
5°
10°
15°
500g砝码
500
498
492
483
300g砝码
300
299
295
290
100g砝码
100
100
98
97
由表中数据可知,科学兴趣小组成员不仅研究了电子秤示数变化与电子秤是否倾斜有关,还研究了.
[分析与推理]
科学兴趣小组为寻找电子秤倾斜后示数减小的原因,查阅了电子秤的电路原理图(如图 b),了解到电子秤示数随电流的增大而增大,压力传感器R的阻值随压力的变化而变化.
根据以上信息,解释电子秤示数随倾角增大而减
小的原因:.
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11、小明听物理老师讲过“干电池内部其实是有电阻的,分析电路时可以把干电池看成是由一个电压为U、电阻为0的理想电源与一个电阻值为r的电阻串联而成”,如图甲所示.在老师指导下,小明设计了图乙所示的电路来测量一节干电池内部的电阻.(1)、按照图乙连接电路时,闭合开关前滑动变阻器的滑片P应位于端;(2)、根据实验中电压表和电流表的读数绘出U-I图象如图丙所示,当电流表示数如图丁所示时电压表示数U=V;(3)、根据实验数据求得这节干电池内部电阻r=Ω.
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12、小科同学发现圣诞树上小彩灯的连接方式为串联,当其中一个小彩灯的灯丝熔断后,其余的小彩灯还能继续发光,这是为什么?他请教了科技人员,得到以下信息:小彩灯规格是“2.5V 0.25A”,小彩灯的构造如图甲所示,细金属丝表面涂有绝缘物质,在正常(低压)时不导通,若加上较高电压(如220V)时,细金属丝表面的绝缘层被击穿.取一只完好的小彩灯,按如图乙电路进行实验,电源电压为7.5V.(1)、小彩灯正常工作时,连入电路中的滑动变阻器阻值为多少欧?(2)、当连入电路的滑动变阻器阻值逐渐变小的过程中,小彩灯灯丝突然熔断而不发光,电压表的示数如图丙,读数为多少?(3)、依据小彩灯结构及实验现象,请推测彩灯串中一只小彩灯的灯丝熔断而其他小彩灯仍能发光的原因是.
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13、如图所示的电路中,电源电压恒定不变,已知.R1=3R2 , 当S1闭合、S2断开时,电压表和电流表示数分别为U1和I1;当S1 断开、S2闭合时,电压表和电流表示数分别为U2和I2 , 则 ;.
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14、某实验探究小组在“用电压表测电压的实验”中,实验方案与教科书建议的方案略有不同,他们先测得干电池组两端的电压为3.0V,然后将两只灯泡 L1、L2 并联接在该电池组两端,如图a所示.闭合三个开关,用电压表测得 L1、L2两端电压U1、U2均为2.5V.根据他们的实验数据,可以得出结论:并联电路中,各支路两端电压 ▲ .
进一步分析实验数据后,实验小组中的小瑛发现了一个重要问题:并联的两个灯泡的电压小于3.0V,还有0.5V的电压哪去了呢?难道电池组内部有电阻分得了电压吗?
通过查阅资料和请教老师,实验小组得到的信息是:电池组内部有电阻r,在正常情况下r为定值;电池组相当于一个电压U恒定的理想电源与r的组合,如图b所示.学完初中电学内容后,该实验小组继续研究他们发现的问题.实验小组认为,如果上述信息真实可靠,当他们把电路中电池以外的电阻等效成一个电阻R外时,图a所示电路可等效为图 c所示电路.如果断开图a中的 S2 , R外将 ▲ (选填“变大”“变小”或“不变”),U外将 ▲ (选填“变大”“变小”或“不变”).实验结果表明,上述分析完全正确.为了测定r 的值,实验小组设计了如图d所示的测量电路.其中 .当只闭合S1时,电流表示数I1为0.5A;只闭合S2时,电流表示数I2为0.2A.
请你依据上述数据,帮实验小组计算出r 的值.要求写出必要的文字说明和表达式.
思维点拨 电源内部有电阻,称之为内阻.电源内阻可由我们现有知识进行测量,图d为电路图,若仅闭合S1 , 由欧姆定律有 若仅闭合S2 , 由欧姆定律又有 .由于R1、R2、I1、I2已知,联立两式即可求出 r.
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15、如图是利用滑动变阻器控制电流的电路,其中电阻R 为100Ω,它与滑动变阻器串联在电路中,通过电阻的电流可在10mA~100mA范围内调节.(1)、选用电源的电压应为多大?(2)、变阻器的总电阻为多大?额定电流至少要多大?(3)、上述电路能否使电阻R 两端的电压调为零?请说明理由.
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16、如图所示电路中,电源电压保持不变.闭合开关S,将滑动变阻器的滑片 P 向左移动,下列说法中正确的是( ).A、电压表V 的示数不变,电流表A2 的示数变大 B、电压表V 的示数变大,电流表A2 的示数变小 C、电压表V 的示数与电流表A1 的示数的比值变小 D、电压表V 的示数与电流表A2的示数的比值变大
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17、东营地区春季多风,小明自制了一种测定风速的装置,如图所示.其中风速表是由电压表改装而成,R为定值电阻,R1为滑动变阻器,“T”形管道的竖直管内装有可上下自由移动的轻质活塞A,A 和滑动变阻器的滑片相连.请分析说明该装置测量风速的原理:°
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18、如图3所示是某电源的外特性曲线.下列说法中正确的是( ).A、电源电压为6.0V B、电源内阻为12Ω C、电流为0.2A时的外电阻是28Ω D、电源的短路电流为0.5A
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19、如图所示,电源两端电压保持不变,R。为定值电阻.将滑片P置于中点,只闭合 时,电压表的示数为U,电流表的示数为I.下列情况中电压表和电流表示数变化正确的是( ).A、滑片P 不动,断开S1 , 闭合S2、S3时,电压表示数不变,电流表示数变小 B、滑片P不动,断开 , 闭合S2、S3时,电压表示数变大,电流表示数变大 C、只闭合 滑片 P从中点向右移动时,电压表示数变大,电流表示数变小 D、只闭合 , 滑片 P从中点向右移动时,电压表示数不变,电流表示数变大
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20、在如图所示的电路中,A、B两点之间电压U保持不变,电路连接完好且使用的电表均为理想电表.当滑动变阻器的滑片 P 向右滑动时( ).A、电压表V1 和电流表A 的示数之比不变 B、电压表V2和电流表A 的示数之比不变 C、电压表V1示数的变化量和电流表 A示数变化量比值的绝对值 增大 D、电压表V2示数的变化量和电流表 A示数变化量比值的绝对值 不变