某兴趣小组为检测操场上的风力等级,设计了一台简易风速仪,其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片 的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆 上,滑杆上的摩擦力忽略不计,弹簧左端固定,右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为0.2米 ,均匀电阻丝 长为30厘米,阻值为15欧,电源电压 恒为9伏,保护电阻 为3欧,电压表量程 伏。弹簧弹力 与弹簧长度改变量 的关系如图乙所示。无风时,滑片 在 处,有风时,滑块移动,稳定后读出电压表示数,计算并查阅如表数据可知风速及风级。
风级 |
一级 |
二级 |
三级 |
四级 |
五级 |
六级 |
风速 (米 秒) |
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风压 (帕 |
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(1)无风时,求通过 的电流;
(2)为保护电路安全,求出风速仪所测最大风力等级为几级;
(3)某日从天气预报得知,第二天风力等级将会达到五级,风速 预计为 ,在原有电路元件和电路基本连接方式均不变的基础上,电路将如何改进,在图丙的虚线框内将电路补充完整。小组成员还想计算出电路改进后电压表的示数,经查阅资料后得知,该挡风板所受的风压与风速的平方成正比,其关系式为 ,(其中 为常量,数值为 ,假设你为该小组成员,请你计算出风速为 时,改进后的电路中电压表的示数。
小明观察到高速公路进出口处设有测量货车重力的检测装置,他利用学过的物理知识设计了一套测量货车重力的模拟装置,其工作原理如图甲所示。 为水平杠杆, 长 , 为支点, ,平板上物体所受重力大小通过电流表读数显示。已知定值电阻 的阻值为 ,压力传感器 固定放置, 的阻值随所受压力 变化的关系如图乙所示。平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。
(1)当电池组电压 ,平板上物体所受重力分别是 和 时,闭合开关 ,分别求出电流表的读数。
(2)电池组用久后电压变小为 ,这时平板上物体重 时,电流表读数为 ,求 的大小。
(3)在第(2)问情况中,电池组电压大小为 ,要求平板上重为 的物体对应的电流表读数和电池组电压 的情况下相同,小明采取了两种解决办法:
①其它条件不变,只更换电阻 ,试求出更换后的 的大小。
②其它条件不变,只水平调节杠杆上触点 的位置,试判断并计算触点 应向哪个方向移动?移动多少厘米?
电冰箱是通过温度控制器控制压缩机的开或停来控制温度的。某冰箱的温控制冷和照明电路,如图甲。冰箱内温度控制器工作原理如图乙,硬杆 可绕固定点 转动,感温包内充有感温剂气体,膜盒会因感温包内气体压强的变化而改变对 点的推力大小。
(1)请将答题纸图甲中的 、 、 三个接线头连入家庭电路。
(2)温度控制器接通电路的工作过程是:当感温剂气体温度上升时, ,动触点和固定触点接通,压缩机开始工作。
(3)某同学模拟冰箱温控制冷电路,制作了一个恒温箱,如图丙。恒温箱中温度控制器的轻质硬杆 长为5厘米, 长为12厘米,注射器的最大刻度为30毫升,刻度部分长为10厘米。
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80 |
160 |
240 |
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12.8 |
13.6 |
14.4 |
查阅资料得知,在弹性限度内,弹簧的长度 与所挂钩码质量 的关系遵循函数 和 为常数)。为了确定该弹簧 和 的值,在弹簧上挂钩码测得三组数据如上表。
当设定的温度为 时,弹簧长14厘米,触点 和 恰好接通。请计算此时注射器内气体的压强。(已知当时大气压为 帕)
(4)丙图中,温度控制器硬杆上的连结点 、 、 、 均固定,调温旋钮转轴及触点 也固定,调温旋钮已调到最低温度,在不更换元件的情况下,如何将恒温箱设定温度调节得更低?
某同学设计了一个利用如图1所示的电路来测量海水的深度,其中 是一个定值电阻, 是一个压敏电阻,它的阻值随所受液体压力 的变化关系如图2所示,电源电压保持 不变,将此压敏电阻用绝缘薄膜包好后放在一个硬质凹形绝缘盒中,放入海水中保持受力面水平,且只有一个面积为 的面承受海水压力。(设海水的密度 , 取
(1)当电流表示数为 时,求压敏电阻 的阻值;
(2)如图2所示,当压敏电阻 的阻值为 时,求此时压敏电阻 所在深度处的海水压强;
(3)若电流表的最大测量值为 ,则使用此方法能测出海水的最大深度是多少?
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 。
如图所示,电源电压保持不变,闭合开关 、 ,将滑动变阻器的滑片 移到 端时,灯泡正常发光,电压表 的示数为 ,电流表 的示数为 ,只闭合开关 ,将滑动变阻器的滑片 移到 端时,电流表 的示数为 ,灯泡的实际功率为 (不考虑温度对灯丝电阻的影响)。求:
(1)电阻 的阻值;
(2)灯泡 的额定功率;
(3)滑动变阻器 的最大阻值。
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 。
额定电压为 的小灯泡的 图像如图(a)所示。将小灯泡接入图(b)所示的电路中,电源电压恒定。将滑动变阻器的滑片移至最右端,闭合开关 和 ,小灯泡正常发光,电流表示数为 .求:
(1)小灯泡的额定功率;
(2)定值电阻 的阻值;
(3)只闭合开关 ,将滑动变阻器的滑片由右端逐渐向左移动,求滑动变阻器允许接入电路的最大阻值。
如图1所示,电源电压为24V且保持不变,滑动变阻器R铭牌上的规格是“xxΩ 5A”。当S闭合、S1断开,滑片P滑到变阻器的中点时,电压表示数如图2所示;当开关S、S1均闭合,滑动变阻器的滑片P滑到a端时,电流表示数如图3所示。求:
(1)滑动变阻器的最大阻值;
(2)当开关S、S1均闭合,变阻器的滑片P滑到a端时,电流通过电阻R1在1min内产生的热量;
(3)若电压表的量程为0~15V,电流表的量程为0~3A,S闭合、S1断开且该电路工作中各元件均安全的情况下,通过电阻R1的最小电流是多少?整个电路的总功率变化范围是多少?
一般热水器由加热系统、测温系统和控水系统组成。某台电热水器铭牌部分信息已经模糊,如表所示,其测温系统可以简化为如图 所示的电路,电源电压为 恒定电源, 为 定值电阻, 为热敏电阻,其阻值随温度变化的关系如图 所示。
额定功率 |
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额定电压 |
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水箱容积 |
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建议使用人数 |
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(1)为估算电热水器的额定功率,关闭其它用电器,让热水器正常工作1分钟,观察电能表,如图 所示,转动了150转,消耗电能 ,则该电热水器的额定功率是 。
(2)若已装满水的水箱温度显示 时突然停电,但不停水。现有4人要洗浴,正值秋冬季节,需用 热水洗浴,通过控水系统将 冷水和水箱中热水进行调配,请问每人平均用水量是多少 ?(不计热损失)
(3)控温系统某时刻电压表示数为 ,此时水箱中水温是多少?
家用电饭锅中自动开关一般由感温铁氧体组成,将电饭锅的自动开关 按下,电饭锅处于加热状态,当感温铁氧体温度达到 时失去磁性,被吸铁块由弹簧弹开,使电饭锅进入保温状态。某家用电饭锅内部电路简化示意图如图甲,某次使用该电饭锅在 的电压下煮饭过程中,通过的电流随时间变化的图象如图乙。
(1)当锅内温度为 时,自动开关 与 (选填“1”或“2” 连接,此时电饭锅处于 (选填“加热“或“保温” 状态。
(2)该电饭锅此次工作30分钟消耗的电能为多少?
(3)电阻 与 的阻值之比为多少?
(4)若要使该电饭锅的加热功率提高到 ,可以给电阻 并联一个阻值为多大的电阻 ?
如图甲所示,灯泡 标有“ ”的字样,电源电压及灯丝电阻保持不变,滑动变阻器最大阻值为 ,电流表的量程为 ,电压表的量程为 .只闭合开关 、 ,移动滑片 的过程中,电流表示数与滑动变阻器连入电路的阻值变化关系如图乙所示,当滑片 在某一位置时,电流表的示数为 ,电压表示数为 ;只闭合开关 、 ,滑片 移动到另一位置时,电流表示数比 减小了 ,滑动变阻器连入电路的阻值是定值电阻 阻值的 倍,求:
(1)灯泡正常工作时的电阻;
(2)电流表示数 ;
(3)电源电压;
(4)只闭合开关 、 ,在保证电流表、电压表和灯泡都安全的情况下,求滑动变阻器连入电路中的阻值变化范围。
如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡L正常发光时的电阻为10Ω,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P从a端滑至b端的过程中,电流表示数与两电压表示数的关系图象如图乙所示。求:
(1)小灯泡的额定功率和定值电阻R 0的阻值;
(2)滑动变阻器的最大阻值;
(3)电路总功率的最大值和最小值。
如图所示,小灯泡 上标有“ ”字样,电流表量程为 ,电压表量程为 ,变阻器 的最大电阻为 .只闭合 ,滑片置于 点时,变阻器连入电路中的电阻为 ,且 ,灯 正常发光,电流表示数为 .只闭合 ,移动滑片,当滑片置于 点时,电流表示数为 .此时电压表示数与滑片置于 点时相等, .(灯丝电阻不随温度变化)求:
(1)小灯泡的电阻;
(2)定值电阻 和电源电压 ;
(3)在电表的示数不超过量程,灯泡两端的电压不超过额定值的情况下,只闭合 时,变阻器连入电路的最小电阻为多少?在电表的示数不超过量程,只闭合 时,电路消耗的最小功率为多少?
试题篮
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