17.某興趣小組設(shè)計了如圖1所示的多功能水位報警電路,當(dāng)水面上升到警戒水位時,a、b兩點接通.控制開關(guān)連接2、3兩觸點時電鈴發(fā)出忽強忽弱的報警聲,控制開關(guān)連接3、4兩觸點電鈴報警同時電燈會亮、暗交替閃爍發(fā)光,控制開關(guān)連接4、5兩觸點時僅有燈泡閃爍發(fā)光.電路中電源電壓恒為6V,燈泡規(guī)格為“6V3W”,R0為定值電阻,電磁鐵線圈及銜鐵的阻值忽略不計.
(1)請根據(jù)設(shè)計要求在虛線框中將電路連接完整.
(2)控制開關(guān)連接4、5兩觸點燈泡亮暗交替發(fā)光時,燈泡變亮的原因是什么?
(3)當(dāng)控制開關(guān)與觸點“4和5”接通時,燈泡兩端實際電壓變化規(guī)律如圖2所示.已知當(dāng)燈泡微弱發(fā)光時,其兩端實際電壓為U,消耗的實際功率為額定功率的$\frac{1}{25}$.
求:①燈泡閃爍交替工作60s消耗的電能?
②定值電阻R0的阻值.(燈泡的電阻不變)

分析 (1)據(jù)電路分析即可,及需要讓兩個指示燈都接入電路即可;
(2)控制開關(guān)連接4、5兩觸點時,觸點AB接觸,R0被短路,燈泡兩端電壓變大;
(3)①計算出指示燈兩種功率下的工作時間,而后據(jù)公式W=Pt計算電能即可;
②據(jù)燈泡的規(guī)格可以計算出燈泡的電阻,據(jù)燈泡的電阻和燈泡的實際功率可以計算出燈泡的實際電流,而后再據(jù)串聯(lián)電路電壓和電流的規(guī)律分析即可得出答案.

解答 解:(1)據(jù)圖可知,控制開關(guān)連接2、3兩觸點時電鈴發(fā)出忽強忽弱的報警聲,控制開關(guān)連接3、4兩觸點電鈴報警同時電燈會亮、暗交替閃爍發(fā)光,控制開關(guān)連接4、5兩觸點時僅有燈泡閃爍發(fā)光,則燈泡與電鈴并聯(lián),如圖所示.

(2)控制開關(guān)連接4、5兩觸點燈泡亮暗交替發(fā)光時,燈泡變亮的原因是觸點AB接觸,R0被短路,燈泡兩端電壓變大;
(3)①此時燈泡發(fā)出微弱的光時的功率是:P′=$\frac{1}{25}$P=$\frac{1}{25}$×3W=0.12W;
故據(jù)圖乙可知,每1.5s的時間,指示燈3W工作時間是0.5s,0.12W工作時間還是1s,故指示燈工作60s,以3W功率工作的時間是t1=$\frac{60}{1.5}$×0.5=20s,所以以0.12W工作的時間是t2=60s-20s=40s;
由P=$\frac{W}{t}$可得,
以3W功率消耗的電能是W1=Pt1=3W×20s=60J;
則以0.12W功率消耗的電能是W2=P′t2=0.12W×40s=4.8J;
60s共消耗的電能是:W=60J+4.8J=64.8J,
②據(jù)指示燈規(guī)格為“6V 3W”且燈泡的電阻不變,可知,燈泡的電阻是R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{{(6V)}^{2}}{3W}$=12Ω;
當(dāng)指示燈為0.12W時,據(jù)P=I2R可知,I=0.1A;
故此時燈泡的電壓是:U=IR=0.1A×12Ω=1.2V,所以定值電阻的電壓是:U′=6V-1.2V=4.8V;
故定值電阻的阻值是:R0=$\frac{U′}{I}$=$\frac{4.8V}{0.1A}$=48Ω;
答:(1)見上圖;
(2)觸點AB接觸,R0被短路,燈泡兩端電壓變大;
(3)①燈泡閃爍交替工作60s消耗的電能為64.8J;
②定值電阻R0的阻值48Ω.

點評 本題考查電阻、電功、電功率的計算,關(guān)鍵是公式及其變形的應(yīng)用和串聯(lián)電路電壓和電流特點的理解,該題難度較大.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來源: 題型:多選題

7.取一只空牙膏袋,一次將它擠癟,另一次將它撐開,兩次都擰緊蓋后放入同一杯水中,如圖所示,則( 。
A.兩次牙膏袋的質(zhì)量m和m的大小關(guān)系是m>m
B.兩次排開水的體積V和V的大小關(guān)系是V<V
C.兩次所受的浮力F和F的大小關(guān)系是F=F
D.兩次杯底受到水的壓強P和P的大小關(guān)系是P<P

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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

8.將標(biāo)有“2.5V  0.3A”的燈泡甲和“3.8V  0.3A”的燈泡乙,分別串聯(lián)和并聯(lián)后,接在電壓為2.5V的電源兩端,不考慮溫度對電阻的影響,下列說法中正確的是( 。
A.串聯(lián)時,兩燈都能正常發(fā)光
B.串聯(lián)時,電路中的最大電壓是2.5V
C.并聯(lián)時,干路中允許通過的最大電流是0.3A
D.并聯(lián)時,甲燈的實際功率比乙燈的實際功率大

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科目:初中物理 來源: 題型:填空題

5.如圖1所示電路,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器,兩電壓表的示數(shù)隨電路中電流的變化的圖象如圖2所示,根據(jù)圖象的信息可知:甲(甲/乙)是電壓表V1示數(shù)變化的圖象,電源電壓為6V,電阻R2的最大阻值為20Ω.

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科目:初中物理 來源: 題型:實驗探究題

12.在“探究凸透鏡的成像規(guī)律”實驗中,小明進行了以下探究:

(1)讓一束平行光正對凸透鏡照射,移動光屏,直到光屏上出現(xiàn)一個最小最亮的光斑,如圖甲所示,則該凸透鏡的焦距為10.0cm;
(2)將一支點燃的蠟燭放在如圖乙所示的位置,移動光屏,直到光屏上得到清晰的像,此時的成像原理與生活中的照相機成像原理相同;
(3)將點燃的蠟燭移到標(biāo)盡上40cm和50cm之間的某一位置后,此時應(yīng)取下光屏,從凸透鏡的右側(cè)(選填“左”或“右”)透過凸透鏡觀察像.

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科目:初中物理 來源: 題型:實驗探究題

2.在探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中.
(1)如圖甲,平行光正對凸透鏡照射,光屏上出現(xiàn)一個最小最亮的光斑,則凸透鏡的焦距f=10.0cm.

(2)如圖乙,光屏上呈現(xiàn)清晰的像,此像的性質(zhì)是倒立、放大的實像.若保持蠟燭和光屏位置不變,移動透鏡至40cm刻度線處,光屏上能再次呈現(xiàn)清晰的像.
(3)如圖丙,保持蠟燭位置不變,移動透鏡至16cm刻度線處,則人眼在圖中B處能觀察到燭焰的像.
(4)如圖丁,在燭焰和凸透鏡之間放一副眼鏡,發(fā)現(xiàn)光屏上的像由清晰變模糊了,將光屏向透鏡移動適當(dāng)距離后光屏上再次呈現(xiàn)清晰的像.則該眼鏡是遠視眼鏡(近視/遠視).

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科目:初中物理 來源: 題型:實驗探究題

9.某同學(xué)在探究“物體的動能跟哪些因素有關(guān)”時,提出了如下猜想:
猜想一:物體動能大小與物體的質(zhì)量有關(guān)
猜想二:物體動能大小與物體的運動速度有關(guān)
為了驗證上述猜想,老師提供了如下器材:斜槽、刻度尺、三個鋼球(質(zhì)量分別為0.2kg、0.2kg、和0.3kg)、木塊和長木板.
實驗裝置如圖所示,讓鋼球從高為h的斜槽上由靜止?jié)L下,碰到水平面上的木塊后,將木塊撞出一段距離,在同樣的平面上,木塊被撞得越遠,說明鋼球的動能越大.

該同學(xué)利用上述器材和裝置進行了實驗,并在下表中記錄了實驗獲得的數(shù)據(jù).
次數(shù)鋼球質(zhì)量m/kg鋼球下落高度h/cm木塊移動距離s/cm
10.1108
20.12519
30.32026
40.21015
50.31022
60.31530
請你完成下列任務(wù):
(1)為了便于驗證猜想一,請重新設(shè)計一個實驗表格,并將上表中的相關(guān)數(shù)據(jù)全部篩選整理后填入你所設(shè)計的表中.
(2)分析重新設(shè)計的表中數(shù)據(jù)可以得到的實驗結(jié)論是當(dāng)物體的運動速度一定時,物體的質(zhì)量越大,動能就越大.

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科目:初中物理 來源: 題型:填空題

6.在探究動能大小與質(zhì)量關(guān)系的兩次實驗中,小球從同一高度由靜止開始釋放時的場景如圖所示,木板固定在水平面上,該實驗是通過比較木塊在木板上滑行的距離來比較小球動能大小的,圖中錯誤的操作是兩次實驗中未保持木塊初始位置相同.改正后進行實驗,發(fā)現(xiàn)木塊會從木板右側(cè)滑出,則可以通過增大(選填“增大”或“減小”)木塊的質(zhì)量來加以改進.

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科目:初中物理 來源: 題型:實驗探究題

7.如圖是“研究物體的動能跟哪些因素有關(guān)”的實驗裝置圖.

(1)若讓同一鋼球A分別從斜槽不同的高度由靜止開始滾下,高度h水平面越高,鋼球運動到水平面時速度越大,木塊B被撞得越遠,這反映出物體的動能與物體的速度(選填“質(zhì)量”或“速度”)有關(guān).
(2)若讓不同質(zhì)量的鋼球從斜槽同一高度由靜止開始滑下,速度相同時,質(zhì)量越大的鋼球?qū)⒛緣KB撞得越遠,這反映出物體的動能與物體的質(zhì)量(選填“質(zhì)量”或“速度”)有關(guān).
(3)若斜槽光滑,小球從斜槽頂端由靜止?jié)L到斜面底部的過程中,其機械能不變(選填“變大”、“不變”或“變小”).

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同步練習(xí)冊答案