如图1为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携式挂烫机,它的正常工作电压为 ,水箱装水最多 ,加热功率有大小两个挡位,设计师最初设计的内部电路有如图2甲、乙两种接法,其中电热丝 , 。
(1)高温水蒸气熨烫衣服时,水蒸气遇到衣服迅速 成小水珠,放出热量,将衣服熨平(填物态变化名称);
(2)如果选择甲电路,电路中最大电流为 ,如果选择乙电路,电路中最大电流为 ,由于两个电路中所选熔断器里的熔丝允许通过的最大电流为 ,故设计师最终选择了甲电路;(计算结果保留一位小数)
(3)请分别计算这款挂烫机两个挡位的额定功率;
(4)若将水箱中 的水从 加热到 ,挂烫机至少需要加热多长时间? 水的比热容 。
入夏以来,我国部分地区发生洪涝灾害,实践小组为了减轻巡堤人员的工作量,设计了水位自动监测装置。其原理如图所示,电源电压恒定, 是压敏电阻,所受压力每增加 ,电阻减小 . 是长 、电阻 的电阻丝,其连入电路的电阻与长度成正比。电流表量程为 ,其示数反应水位变化。 下方固定一个轻质绝缘“ ”形硬杆。轻质金属滑杆 可以在金属棒 上自由滑动, 下方通过轻质绝缘杆与重 、高 的圆柱体 固定在一起。当水位上升时, 随圆柱体 向上移动且保持水平。(整个装置接触良好且无摩擦, 和 的电阻不计, , 取
(1)闭合开关,当 恰好位于 最下端时,为警戒水位。电流表示数为 .此时 漂浮,有 体积浸在水中, 所受的浮力为 ;
(2)当水位上升, 向上移动过程中, 连入电路中的电阻 (选填“变大”、“不变”或“变小” 。 上升到 的最上端,刚好与“ ”形杆接触,且对杆无压力时,为三级预警。
(3)当水位继续上升。 开始通过“ ”杆对 产生压力;当达到二级预警时,电流表示数为 ;水位再上升 ,达到一级预警时,电流表示数为 .电源电压为 。
(4)在保证电路安全的情况下,此装置能测量的最高水位高于警戒水位 。
(5)若将水位对警戒线上升的高度标记在电流表对应的刻度线上,即把电流表改装成水位计,水位计的刻度 (选填“均匀”或“不均匀” 。
如图甲所示,电阻 ,滑动变阻器 的最大阻值为 ,电源两端电压为 。
(1)电路连接中, 应处于断开状态, 的滑动触头 应滑至 (选填“最左端”或“最右端”或“任意位置”);
(2)计算通过电路中电流的变化范围;
(3)通过计算推导电阻 电功率与电流的正确函数关系式,并在图乙中画出电阻 电功率与电流变化的函数图象(自己按需求填写最小分度值,并标出特殊点的数值)。
在赤峰市某中小学科技小制作活动中,小华同学设计了一个简易的能调节亮度的小台灯,原理图如图所示,其中灯泡 上标有“ ”字样。当开关 接 时, 恰好正常发光;当开关 接 时, 中的电流为 . 为定值电阻,且电源电压和小灯泡 电阻保持不变。求:
(1)小灯泡 的电阻及电源电压;
(2) 的阻值;
(3)开关 接 时,小灯泡 的实际功率;
(4)开关 接 时, 时间内 上产生的热量。
物理兴趣小组设计了一个便携式水深测量装置,它主要由探头 和控制盒 构成,它们之间用有绝缘皮的细导线形成回路,如图甲所示,其中探头 是一个高为 ,重为 的圆柱体,它的底部是一个压敏电阻 (与水的接触面涂有绝缘漆),工作时,底部始终与水平面相平,压敏电阻 的阻值随表面所受压力 的大小变化如图乙所示, 与 间的电路连接关系如图丙所示,其中电源电压恒为 ,小组同学将该装置带到游泳池,进行相关的测量研究。(导线重力与体积均不计, 取 求:
(1)当把探头 刚好全部浸没到池水中时,探头 底部受到的压力为 ,探头 的底面积为多少?
(2)用手拉住导线,将探头 缓慢下降到池水中某一深度(探头 不接触池底),此时电流表的示数为 ,探头 底部所在处水的深度 为多少?
(3)用手拉住导线,将探头 下降到水深为 的水平池底(但不与池底密合),且导线处于完全松弛状态,此时电流表的示数是多少?
马剑同学利用如图甲所示电器,测定自己制作的玩具小飞机所需要的电动机工作数据,已知电源电压恒定,当滑动变阻器滑片从一端滑至另一端的过程中,两个电压表的读数与电流表的读数变化关系如图乙所示,当通过电动机的电流大于 时,电动机转子才转动。
(1)开关 闭合前,滑动变阻器滑片应滑至最 端(选填“左”或“右”);由图可知电源电压为 ,其中 (选填“ ”或“ ” 是表示 与 变化的规律;
(2)求电动机线圈的电阻和滑动变阻器的最大阻值;
(3)在这个过程中,求电动机的最大输出功率;当电动机输出功率最大时,求电动机的效率。
如图所示,小灯泡 上标有“ 、 ”字样,假设小灯泡的电阻不随温度变化。电源电压为 ,当电压表的示数为 时。则:
(1)电流表的示数为多少?
(2)小灯泡的实际功率为多少?
(3)滑动变阻器接入电路的电阻为多少?
(4)调节滑动变阻器,使小灯泡正常工作,若电源能提供的能量为 ,电源能供电多长时间?
如图甲所示的电路中,电源电压为 且保持不变,电流表量程为 ,电压表量程为 , 为滑动变阻器,由实验得到定值电阻 的电流与电压关系的图像如图乙所示,定值电阻 的阻值为20欧,在仪表安全工作的情况下:
(1) 的阻值是多少?
(2)当开关 闭合, 和 都断开,调节滑动变阻器 使电压表示数为 时,滑动变阻器 接入电路的阻值是多少?
(3)当开关 断开, 和 都闭合时,调节滑动变阻器 消耗的最大功率是多少?
(4)若更换电源且电源电压恒定,当 和 都断开, 闭合时,调节滑动变阻器 使电流表示数为 ,保持滑动变阻器 的阻值不变, 闭合, 和 都断开时,电压表示数为 ,则 的阻值是多少?电源电压是多少?
小红家有一支电子体温计,查阅说明书得知,电子体温计的探测器是热敏电阻,其阻值随着温度的变化而变化。小红买来一个热敏电阻,准备设计和制作一支模拟电子体温计。她计划先测出此热敏电阻在不同温度时的阻值,按照图甲所示连接了实验电路。 为热敏电阻,实验时, 置于温控箱(图中虚线区域)中电源电压保持不变, 为定值电阻, 为电阻箱 , 单刀双掷开关,开关 和 闭合前,小红将电阻箱 的阻值调到最大。
(1)小红首先调节温控箱的温度,使 温度为 ,闭合 ,将 接2,读出电压表的示数为 。
①为测量此时 的阻值,接下来的操作是:将 接 (选填“1”或“2” ,调节电阻箱 的阻值,使电压表示数为 ,读出此时 的阻值即为 时 的阻值。
②逐渐降低温控箱的温度,根据上述方法测量出 在不同温度时的阻值,若依据小红所测数据画出的 阻值随温度变化的图象如图乙所示,且当 的温度降至 时,闭合 ,将 接2,电压表示数为 .求电阻 的阻值。
(2)在获得如图乙所示的 阻值随温度变化的关系后,为了自制模拟电子体温计,小红将 始终接2,闭合 后,通过电压表的示数大小来显示温度高低,如果将 用绝缘布包好后置于正常人腋窝中央,保持腋窝合拢,闭合 ,当电压表示数稳定后,电压表示数最接近 。
图甲为测定额定电压为“ ”小灯泡电功率的实验电路,电源电压恒为 不变。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整。
(2)闭合开关前,滑片应移到滑动变阻器的最 端(选填“左”或“右” 。
(3)正确连接好电路,闭合开关,发现灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数;移动滑片,发现除了电流表示数改变外,其余均无变化。经检查,电压表完好,则故障可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路” 。
(4)排除故障后,移动滑片,实验小组记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图乙所示的 图像,由图像可计算出小灯泡的额定功率为 。
(5)实验过程中,当电压表示数为 时,滑动变阻器连入电路的阻值为 。
小明要测量定值电阻 的阻值(约十几欧)现有器材:电源 、滑动变阻器、电流表、电压表、开关各一个,导线若干。
(1)他设计并连接了如图甲所示电路。请用笔画线代替导线,将该电路连接完整;
(2)电路连好后,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移至最 端闭合开关,移动滑片到某一位置,电压表示数如图乙所示,此时 两端的电压为 。
(3)当小明准备读取电流表示数时,发现两电表示数突然都变为0.他用一条导线检查电路故障,当将该导线两端分别接到 、 接线柱上,发现电流表有示数,电压表示数仍为0;当将该导线两端分别接到 、 接线柱上,发现电压表有示数,电流表示数仍为0;则由此可以判断故障是: ;
(4)排除故障后继续实验,却不慎将电流表损坏。小明发现桌上有一根标有长度刻度、总长为 、总阻值为 的均匀电阻丝,还有一根带有鳄鱼夹的导线(如图丙所示)。查阅资料了解到,均匀电阻丝阻值与长度成正比,经过思考,重新设计了如图丁所示的电路 为电阻丝, 为鳄鱼夹),继续进行实验。
①根据已知条件判断,电压表量程应选用 ;
②按照图丁所示电路连接好器材,多次实验测得数据如下表所示
次数 |
1 |
2 |
3 |
长度 |
4.0 |
14.0 |
20.0 |
电压表示数 |
0.8 |
2.0 |
2.4 |
求出第1次实验时电路中的电流 ;利用表中所有数据求出待测电阻 。
在综合实践活动中,科技小组设计了一个由压敏电阻控制的报警电路如图所示,电源电压恒为 ,电阻箱最大阻值为 .报警器(电阻不计)通过的电流达到或超过 会报警,超过 会损坏。压敏电阻 在压力不超过 的前提下,其阻值随压力 的变化规律如下表所示。
压力 |
0 |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
|
电阻 |
580 |
560 |
540 |
520 |
500 |
480 |
460 |
|
(1)为不损坏元件,报警电路允许消耗的最大功率是多少?
(2)在压敏电阻 所受压力不超过 的前提下,报警电路所选滑动变阻器的最大阻值不得小于多少?
(3)现要求压敏电阻受到的压力达到或超过 时,电路报警按照下列步骤调试此报警电路:
①电路接通前,滑动变阻器滑片 置于 端;根据实验要求,应将电阻箱调到一定的阻值,这一阻值为 ;
②将开关向 端(填数字)闭合,调节 ,直至 ;
③保持 ,将开关向另一端闭合,报警电路即可正常使用。
(4)对(3)中已调试好的报警电路,现要求压敏电阻受到的压力达到或超过 时,电路报警,若电源电压可调,其它条件不变,则将电源电压调为 即可。
某科技兴趣小组在实验室看到若干长方体金属导体。它们的材料相同,外形都如图甲所示,他们想探究该种导体电阻与厚度及边长的关系。在老师的帮助下,他们测量了部分导体厚度 、边长 和电阻 ,并记录在表格中。(在测量电阻时,老师要求导体都要按照图乙所示的方式通过导线接入电路;实验时环境温度保持不变。
根据以上信息,请回答下面问题:
(1)分析表格中的数据可得:该种导体电阻大小与边长 (选填“有关”或“无关” ,与厚度 成 (选填“正比”或“反比” 。
(2)从该种导体中,选取了厚度 之比为 、边长 之比为 的两个导体 、 ,按图丙方式串联后接在闭合电路中,设两端的电压为 , 两端的电压为 ,则 。
(3)现代集成电路技术需要电子元件微型化,且集成度越高,电子元件越需要微小。现某集成电路需要一只阻值为 的该种导体,小华从边长 为 、 、 、 的四个导体中选择了边长为 的导体。与其它三个导体相比,请分析该导体工作时的优缺点: 。
次数 |
厚度 |
边长 |
电阻 |
1 |
1 |
5 |
1.6 |
2 |
1 |
10 |
1.6 |
3 |
1 |
15 |
1.6 |
4 |
1 |
20 |
1.6 |
5 |
2 |
10 |
0.8 |
6 |
4 |
10 |
0.4 |
7 |
5 |
10 |
0.32 |
梅雨季节,湿衣服久晾不干,令人烦恼。小组同学设计出两款自动控制“干衣神器”,可使得衣服快速变干,请选择其中一种方法完成电路原理设计并算出相应答案。(两种方法都做,以第一种为准)
方法一 |
方法二 |
器材:开关 ,电源转换器(把 交流电压转换为 直流电压),定值电阻 ,热敏电阻 (电阻随温度的变化关系如图所示)。电磁继电器(线圈电阻不计,线圈电流大于 时衔铁被吸下,线圈电流小于 时衔铁被弹回),电风扇,电热丝(电阻不变)。 功能:①闭合开关 .当温度低于 时,机器吹热风;当温度高于 时,机器吹冷风。 ②受控电路 工作电路)吹热风时功率为 、吹冷风时功率为 。 (1)请以笔画线代替导线完成电路连接。 (2)定值电阻 的阻值为 。 (3)电热丝的阻值为 . |
器材:开关 ,电源转换器(把 交流电压转换为 直流电压),定值电阻 ,湿敏电阻 (电阻随摆度的变化关系如图所示),电磁继电器(线圈电阻不计,线圈电流大于 时衔铁被吸下,线圈电流小于 时衔铁被弹回),电风扇,电热丝(电阻不变) 功能:①闭合开关 .当湿度大于 时,机器吹热风;当湿度小于 时,机器吹冷风。 ②受控电路 工作电路)吹热风时功率为 ,吹冷风时功率为 。 (1)请以笔画线代替导线完成电路图连接。 (2)定值电阻 的阻值为 。 (3)电热丝的阻值为 . |
建设居民楼雨水蓄水系统是镇江市海绵城市建设项目之一,让市民不再“城市看海”。图1是小明设计的地下蓄水池(未画出)水位监测及排水电路, 为电阻箱, 为置于池底的压力敏感电阻,其阻值随上方水的压力的变化而变化,已知:电压 ;当电磁铁线圈中的电流 时,铁质开关 被释放,当 时, 被吸上,从而通过控制池底水泵将水位保持在一定的范围内;电磁铁线圈电阻不计, 的阻值随池内水位变化关系如图2所示。
(1)当池内水位升高时, 受到水的压力将变 ;
(2)请在图1中接入一电压表,要求当水位升高时电压表的示数增大
(3)若此电路能控制池内的最低水位 ,求所能控制的最高水位。
(4)为既能调高池内最高水位,又能使池内最高与最低水位的高度差保持不变,小明采取了减小 的调节方案,该该方案是 的(选填“可行”或“不可行” ,你的理由是 。
试题篮
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