如圖所示電路中,三個(gè)相同的燈泡額定功率是40 W,在不損壞燈泡的情況下,這三個(gè)燈泡消耗的總功率最大不超過 :

A.40 W      B.60 W       C.80 W       D.120 W


【答案】B

【解析】

設(shè)L3上電壓為U,電阻為R,則:L3的最大的功率為:,

因?yàn)槿齻(gè)燈泡的電阻相等,L1和L2并聯(lián)后電阻相當(dāng)于L3電阻的一半,所以電壓也就為L(zhǎng)3的一半,如果L3上電壓為U,則L1和L2電壓為,

所以L1和L2的功率都為:,所以總功率最大為:10+10+40=60W。

故選B。

【考點(diǎn)】電功、電功率


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:


某物體運(yùn)動(dòng)的速度圖象如圖,根據(jù)圖象可知(     )

A.0-2s內(nèi)的加速度為1m/s2

B.0-5s內(nèi)的位移為10m

C.第1s末與第3s末的速度方向相反

D.第1s末與第5s末的加速度方向相反

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關(guān)于速度、加速度、合外力之間的關(guān)系,正確的是(  )

A.物體的速度越大,則加速度越大,所受的合外力也越大

B.物體的速度為零,則加速度為零,所受的合外力也為零

C.物體的速度為零,但加速度可能很大,所受的合外力也可能很大

D.物體的速度很大,但加速度可能為零,所受的合外力也可能為零

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科目:高中物理 來源: 題型:


額定電壓為4V的直流電動(dòng)機(jī)的線圈電阻為1,正常工作時(shí),電動(dòng)機(jī)線圈每秒產(chǎn)生的熱量為4J,下列計(jì)算結(jié)果正確的是(   )

A.電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸入功率為4W       B.電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率為8W

C.電動(dòng)機(jī)每秒能將電能轉(zhuǎn)化成4J的機(jī)械能    D.電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電流強(qiáng)度為2A

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科目:高中物理 來源: 題型:


面積S = 0.2m2、n = 100匝的圓形線圈,處在如圖所示的磁場(chǎng)內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律是B = 0.02t,R = 3Ω,C = 30μF,線圈電阻r = 1Ω,其余導(dǎo)線電阻不計(jì),求:

(1)通過R的電流大小和方向.

(2)電容器C所帶的電荷量.

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用金屬箔做成一個(gè)不帶電的圓環(huán),放在干燥的絕緣桌面上。小明同學(xué)用絕緣材料做的筆套與頭發(fā)摩擦后,將筆套自上向下慢慢靠近圓環(huán),當(dāng)距離約為0.5cm時(shí)圓環(huán)被吸引到筆套上,如圖所示。對(duì)上述現(xiàn)象的判斷與分析,下列說法正確的是:

A.摩擦使筆套帶電

B.筆套靠近圓環(huán)時(shí),圓環(huán)上、下部感應(yīng)出異號(hào)電荷

C.圓環(huán)被吸引到筆套的過程中,圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)的重力

D.筆套碰到圓環(huán)后,筆套所帶的電荷立刻被全部中和

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閱讀以下有關(guān)加速器的文章完成文中問題(問題以加粗字體標(biāo)記)。

相關(guān)知識(shí)背景:

電子伏特,符號(hào)為eV,是能量的單位。代表一個(gè)電子經(jīng)過1伏特的電勢(shì)差加速后所獲得的動(dòng)能。在微觀領(lǐng)域,一般使用電子伏特作為能量單位。電子伏特與SI制的能量單位焦耳(J)的換算關(guān)系是單位換算:1eV=1.6×10-19J    1MeV=1×106 eV

a粒子即為氦原子核    

科學(xué)家在研究原子核的結(jié)構(gòu)時(shí),采用了高速運(yùn)動(dòng)的亞原子粒子去轟擊原子核.早在1906年,盧瑟福就利用放射性物質(zhì)釋放的高速α粒子來轟擊物質(zhì).1919年他成功地從氮原子核中打出了質(zhì)子,使氮原子核變成氧原子核.然而使用天然產(chǎn)生的α粒子作為轟擊物,有很大的局限性.帶正電的α粒子與帶正電的原子核相互排斥,要消耗很大的能量;而天然產(chǎn)生的帶電粒子的能量是有限的.為了得到更高能量的帶電粒子,物理學(xué)家們開始嘗試設(shè)計(jì)一種產(chǎn)生高能量帶電粒子的實(shí)驗(yàn)設(shè)備——加速器.我們知道電場(chǎng)可以使帶電粒子加速,增加帶電粒子的能量。

(1)如圖所示,這就是早期的加速器的原理。若設(shè)該加速器兩板間電壓為1000V,兩板間距為20厘米,求一初速度可忽略不計(jì)的α粒子通過該加速器所獲得的能量?

這種加速器可以通過增加電極間的電壓來提高粒子加速的能量,但這種加速器的發(fā)展受到高壓絕緣的限制。(電壓太大,電介質(zhì)會(huì)被擊穿)。

因此,人們就想利用較低的電壓,采用多級(jí)加速使粒子加速到高能量,如圖甲所示。N個(gè)長(zhǎng)度逐個(gè)增大的金屬圓筒和一個(gè)靶,它們沿軸線排列成一串,如圖所示(圖中只畫出了六個(gè)圓筒,作為示意)。各筒和靶相間地連接到如圖乙所示周期為T、電壓值為U0的高頻方波電源的兩端。整個(gè)裝置放在高真空容器中,圓筒的兩底面中心開有小孔。帶電粒子沿軸線射入圓筒,并將在圓筒間及圓筒與靶間的縫隙處受到電場(chǎng)力的作用而加速(設(shè)圓筒內(nèi)部沒有電場(chǎng))。縫隙的寬度很小,粒子穿過縫隙的時(shí)間可以不計(jì)。

(2)為使初動(dòng)能為2U0e、質(zhì)量為mα的α粒子打到靶時(shí)獲得最大能量,各個(gè)圓筒的長(zhǎng)度應(yīng)滿足什么條件?

(3)在滿足第(2)問條件的前提下,若用該加速器加速一初動(dòng)能為2U0e的α粒子,求α粒子進(jìn)入第k個(gè)圓筒前與進(jìn)入第n個(gè)圓筒前的速率之比vk:vn。(k和n均為自然數(shù))

(4)若該加速器的電壓U0=1×105V,T=0.002s用該加速器加速一初動(dòng)能2×105eV的α粒子,為使粒子獲得40MeV以上的動(dòng)能,則該加速器的長(zhǎng)度至少為多大?(可以用數(shù)列形式表示)α粒子質(zhì)量為mα≈3600MeV/c²(c指光速)

通過剛才的計(jì)算我們可以看到,要想達(dá)到越來越高的能量,就必須使設(shè)備的長(zhǎng)度增加到數(shù)十甚至數(shù)百英里的長(zhǎng)度,從而因?yàn)榻?jīng)濟(jì)效益的原因變的不實(shí)用。

1931年,加利福尼亞大學(xué)的歐內(nèi)斯特·O·勞倫斯(Ernest O.Lawrence)提出了一個(gè)卓越的思想,通過磁場(chǎng)的作用迫使粒子沿著磁極之間作螺旋線運(yùn)動(dòng),把電極像卷尺那樣卷起來,這樣就可以在有限的場(chǎng)地裝設(shè)比原來長(zhǎng)許多倍的電極,他把這種設(shè)備叫作“回旋加速器”。

回旋加速器主要由圓柱形磁極、D形盒、高頻交變電源、粒子源和引出裝置組成,如圖所示.其中D形盒裝在真空室中,是回旋加速器的核心部件,整個(gè)真空室放在磁極之間,磁場(chǎng)方向垂直于D形盒,兩個(gè)D形盒之間留一個(gè)窄縫,分別與高頻電源的兩極相連.當(dāng)粒子經(jīng)過D形盒之間的窄縫,得到高頻電源的加速,在D形盒之間,由于屏蔽作用,盒內(nèi)只有磁場(chǎng)分布,這樣帶電粒子在D形盒內(nèi)沿螺線軌道運(yùn)動(dòng),達(dá)到預(yù)期的速率后,用引出裝置引出。

如圖所示:若D形盒的半徑為R,離子源放出質(zhì)量為m、帶電量為q的正離子,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,求:

(5)加在D形盒間的高頻電源的頻率。(用字母表示)

(6)從靜電偏轉(zhuǎn)板(如圖所示)出去的離子所具有的能量。(用字母表示)

(7)若被回旋加速器加速的粒子為初速度可忽略不計(jì)的α粒子,若:

α粒子質(zhì)量為mα≈3600MeV/c²(c指光速), D形盒中的磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T,為使粒子獲得40MeV以上的動(dòng)能,則D形盒的半徑R至少為多大?

兩相比較,我們發(fā)現(xiàn)加速到相同的動(dòng)能,勞倫斯的回旋加速器的占地面積遠(yuǎn)小于多級(jí)加速器,所以,回旋加速器的出現(xiàn),使科學(xué)家們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中獲得高能粒子的愿望得以實(shí)現(xiàn)。

40年代以后,物理學(xué)家用勞倫斯創(chuàng)造的加速器發(fā)現(xiàn)了許多新型核反應(yīng),觀察到幾百種前所未聞的同位素.在實(shí)施制造原子彈的曼哈頓工程時(shí),勞倫斯用他的加速器分離出僅占鈾的總量0.7% 的鈾235,為發(fā)明原子彈立下了汗馬功勞。

因?yàn)榘l(fā)明回旋加速器,勞倫斯獲1939年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

帶電粒子加速器自1930年前后問世以來,主要是朝更高能量的方向發(fā)展,在勞倫斯之后,科學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)制造了各種類型的新型加速器,如同步加速器、電子感應(yīng)加速器,對(duì)撞機(jī)等。任何一種加速器都經(jīng)歷了發(fā)生、發(fā)展和加速能力或經(jīng)濟(jì)效益受到限制的三個(gè)階段。在第三個(gè)階段中,總會(huì)出現(xiàn)新技術(shù)或新原理突破困難,從而建造出新類型的加速器,使能量進(jìn)一步提高,或使建造更高能量加速器在經(jīng)濟(jì)上成為可行。

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某研究性學(xué)習(xí)小組為測(cè)量某電阻Rx的阻值,設(shè)計(jì)并完成了有關(guān)的實(shí)驗(yàn),以下是實(shí)驗(yàn)中可供選用的器材.

A.待測(cè)電阻Rx(阻值約為10Ω)

B.電流表(量程0~0.6A,內(nèi)阻1.0Ω)      

C.電壓表(量程0~3V,內(nèi)阻約5kΩ)

D.電壓表(量程0~6V,內(nèi)阻約15kΩ)     

E.滑線變阻器(最大阻值50Ω)

F.滑線變阻器(最大阻值1kΩ)            

G.直流電源(電動(dòng)勢(shì)6V,內(nèi)阻可忽略)

H.開關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干

實(shí)驗(yàn)中要求Rx兩端電壓從0開始變化,盡可能多的測(cè)量幾組數(shù)據(jù)和小的誤差.

① 請(qǐng)?jiān)诤竺娴目崭駜?nèi)填上所需實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)儀器            (寫上所需儀器的字母序號(hào)即可)

② 請(qǐng)?jiān)诖鹁淼奶摼框中畫出為完成上述實(shí)驗(yàn)而設(shè)計(jì)的合理的電路圖.

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在地面附近的空間中有水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),已知磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里,一個(gè)帶電油滴沿著一條與豎直方向成α角的直線MN運(yùn)動(dòng),如圖所示。由此可判斷下列說法正確的是(  )

A.如果油滴帶正電,則油滴從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)

B.如果油滴帶正電,則油滴從N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)

C.如果電場(chǎng)方向水平向右,則油滴從N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)

D.如果電場(chǎng)方向水平向左,則油滴從N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)

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