②根据电流表量程和分度值读出此时电流,根据I=计算Rx的阻值.
(2)根据实验步骤,结合丙图和两次电路判断电路的连接方式,根据电路特点和欧姆定律求出表达式. 【解答】解:
(1)为了保护电路,连接电路时开关应断开;
①由图甲知,电压表测Rx两端电压,电流表和电压表的指针均不动,说明电路中有断路发生;
电压表与b点相连的那根导线改接到c点,电压表测总电压,电压表有明显偏转,说明由a、c两间到电源是通路,断路发生在Rx或R上;
若是ab间断路,甲图中电压表应有示数,由此可知断路发生在bc间,此时电压表串联入电路,电压表示数等于电源电压,电流表无示数,符合题意;
②由乙图知,电流表使用0﹣0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.32A, 根据I=可得:Rx===5Ω;
(2)①由实验步骤,I2>I1,说明R与RY并联,闭合开关S1、S2时两者并联.只闭合开关S1时,只有R接入电路中,由此连接实物如图所示:
;
②只闭合开关S1时,只有R接入电路中,且R最大阻值为R0, 所以电源电压U=U0=I1R0,
闭合开关S1、S2时两者并联,通过RY的电流,IY=I2﹣I1, 所以RY=故答案为:
(1)断开;①bc之间断路;②0.32;5Ω;
=.
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(2)①如图所示;②= 五.计算题
.
21.如图甲所示,物体重500N,某人用F=400N平行于斜面的拉力使物体沿斜面向上做直线运动,其路程随时间变化的图象如图乙所示.
(1)物体运动的速度多大?
(2)10s内人对物体做了多少功?功率多大? (3)10s内人对物体做了多少有用功?
【考点】EC:功的计算;EH:有用功和额外功;FF:功率的计算. 【分析】(1)根据图象读出10s时物体运动的路程,利用v=可求速度;
(2)知道10s物体运动的路程,又知拉力大小,利用W=Fs计算10s内人对物体做的功,再利用P=计算功率;
(3)利用相关数学知识求出10s物体上升的高度,利用W=Gh计算有用功.
【解答】解:(1)由图可知,物体运动的图象是一条斜线,表明物体做匀速直线运动,并且10s时,运动的路程是12m, 则物体运动的速度v===1.2m/s;
(2)10s内人对物体做的功:W=Fs=400N×12m=4800J; 功率:P===480W;
(3)10s内运动的路程是12m,
根据直角三角形中,30°角所对直角边是斜边的一半可知,10s时物体上升的高度为h=
=6m,
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则10s内人对物体做的有用功:W有用=Gh=500N×6m=3000J. 答:(1)物体运动的速度为1.2m/s;
(2)10s内人对物体做了4800J功;功率为480W; (3)10s内人对物体做了3000J有用功.
22.某电饭锅简化电路如图甲所示,R1和R2均为定值电热丝,S、S1为自动开关,煮饭时,把电饭锅接入220V电路中,电路中总电流随时间变化的图象如图乙所示.求:
(1)电饭锅工作时的最大功率和最小功率; (2)电热丝R2的阻值;
(3)若电压降低,S1断开,这时电路中的电流始终为1A,10min内电饭锅产生的热量. 【考点】IH:欧姆定律的应用;JA:电功率的计算;JI:焦耳定律的计算公式及其应用. 【分析】(1)由电路图可知,当S和S1都闭合时,电阻R1与R2并联,电路中的电流最大;当开关S闭合、S1断开时,电路为R1的简单电路,电路中的电流最小,根据图乙可知电路中的最大和最小电流,根据P=UI求出电饭锅工作时的最大功率和最小功率;
(2)电路中电流最大和最小时通过R1的电流不变,根据并联电路的电流特点求出通过电热丝R2的电流,根据欧姆定律求出电热丝R2的阻值;
(3)当开关S闭合、S1断开时,电路为R1的简单电路,根据欧姆定律求出R1的阻值,再根据Q=I2R1t求出电路中的电流始终为1A时10min内电饭锅产生的热量.
【解答】解:(1)由电路图可知,当S和S1都闭合时,电阻R1与R2并联,电路中的电流最大,
由图乙可知,电路中的最大电流I大=3A,则电饭锅的最大功率: P大=UI大=220V×3A=660W,
当开关S闭合、S1断开时,电路为R1的简单电路,电路中的电流最小, 由图乙可知,电路中的最小电流I小=2A,则电饭锅的最小功率: P小=UI小=220V×2A=440W;
(2)因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
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所以,电阻R1与R2并联时,通过R1的电流为2A, 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和, 所以,通过电热丝R2的电流: I2=I大﹣I小=3A﹣2A=1A, 由I=可得,电热丝R2的阻值:
R2===220Ω;
(3)当开关S闭合、S1断开时,电路为R1的简单电路,则R1的阻值: R1===110Ω,
电路中的电流始终为1A时,10min内电饭锅产生的热量: Q=I2R1t=(1A)2×110Ω×10×60s=6.6×104J.
答:(1)电饭锅工作时的最大功率为660W,最小功率为440W; (2)电热丝R2的阻值为220Ω;
(3)若电压降低,S1断开,这时电路中的电流始终为1A,10min内电饭锅产生的热量为6.6×104J.
23.如图甲所示,不吸水的长方体物块放在底部水平的容器中,物块的质量为0.2kg,物块的底面积为50cm2,物块与容器底部用一根质量、体积均忽略不计的细绳相连,当往容器中缓慢注水至如图乙所示位置,停止注水,此时,物块上表面距水面10cm,绳子竖直拉直,物块水平静止,绳子的拉力为2N.已知ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg.求: (1)物块的重力; (2)物块的密度;
(3)注水过程中,绳子刚好竖直拉直时到图乙所示位置时,水对物块下表面压强的变化范围.
【考点】78:重力的计算;2A:密度的计算;89:液体的压强的计算;8O:阿基米德原理.
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