如图所示，图甲是小谦同学研究调光灯的实验电路图，小灯泡规格是

更新 2022-09-04
科目物理
题型解答题
难度较难
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如图所示，图甲是小谦同学研究调光灯的实验电路图，小灯泡规格是“ $6 V 3 W$ ”，闭合开关 $S$ ，当滑动变阻器滑片 $P$ 在 $A$ 点时，滑动变阻器连入电路的电阻为 $R_{1}$ ，电压表的示数为 $4 V$ ，当滑动变阻器滑片 $P$ 在 $B$ 点时，滑动变阻器连入电路的电阻为 $R_{2}$ ，电压表的示数为 $2 V$ ，且 $R_{2} = 2 R_{1}$ ，测绘出小灯泡的 $I - U$ 图象如图乙所示，电源电压保持不变。

（1）根据小灯泡的 $I - U$ 图象判断，小灯泡的阻值是否恒定　　（选填“恒定”或“不恒定” $)$ ，用物理知识解释其原因是　　。

（2）小灯泡正常发光时的电流是多少 $A$ ？

（3）小灯泡两端电压为 $2 V$ 时的实际功率是多少 $W$ ？

（4）电源电压是多少 $V$ ？

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物体静止在水平桌面上，请在图中画出该物体所受支持力的示意图

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如图为某蓄水池的模拟原理图， $A$ 池中的液面高度 $h_{1} = 10 cm$ ，池底有一出水口，出水口下的活塞通过连杆与杠杆 $OC$ 相连，活塞横截面积

$S_{1} = 1.2 \times 10^{- 2} m^{2}$ ．杠杆可绕 $O$ 端上下转动，另一端有一中空且内有配重的圆柱形浮子浸入 $B$ 池中， $DO$ 是杠杆总长的 $\frac{1}{3}$ ，杠杆对浮子的作用力沿竖直方向。原设计当杠杆水平时，浮子浸入水深 $h_{2} = 5 cm$ ，活塞恰能堵住出水口。但在使用时发现，活塞离出水口尚有一小段距离时，浮子便不再上浮，此时浮子浸入水深 $h_{3} = 8 cm$ 。若将浮子的配重减少，△ $G = 2.6 N$ ，杠杆变为水平且活塞恰能堵住出水口。出水口面积略小于 $S_{1}$ ，计算时可认为相等，水的密度 $ρ_{水} = 1.0 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ， $g = 10 N / kg$ 。（活塞与连杆自重、杠杆自重及所受浮力、两池中液面高度的变化均不计。 $)$

求：

（1） $A$ 池池底水深为 $h_{1}$ 处所受压强；

（2）活塞恰能堵住出水口时连杆对杠杆压力的大小；

（3） $B$ 池中浮子的横截面积 $S_{2}$ 。

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如图甲所示的电路中，电源电压为 $24 V$ ，电阻 $R_{2} = 20 Ω$ ，电压表的量程为 $0 ~ 15 V$ ．闭合 $S$ 后，调节滑片 $P$ 使电压表示数为 $8 V$ 。

（1）电路中的电流为多少？

（2） $R_{1}$ 消耗的电功率为多少？

（3）撤去图甲中的 $R_{1}$ 、 $R_{2}$ ，现有定值电阻 $R_{3} = 10 Ω$ ，两个滑动变阻器 $R_{4}$ 、 $R_{5}$ （最大阻值分别为 $20 Ω$ 和 $50 Ω)$ ，请将 $R_{4}$ 、 $R_{5}$ 其中之一和 $R_{3}$ 填入图乙所示的虚线框内。要求：

①闭合 $S$ ，自由移动滑片 $P$ 时电压表安全工作且示数不为零， $R_{3}$ 两端电压有最大的变化范围。

②按要求完成图乙的电路图。

②求 $R_{3}$ 两端电压的变化范围。

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如图所示，小宸用沿斜面向上的力 $F = 100 N$ ，在 $10 s$ 内把木箱推到 $2 m$ 高处。斜面长 $4 m$ 。求：

（1）小宸所做的功；

（2）小宸做功的功率。

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小宸利用如图甲所示的电路研究电流随电压变化的情况。其中电源电压为 $U$ ， $R_{t}$ 是热敏电阻，其阻值与温度有关，二者关系为 $R_{t} = kt + b (k > 0, b > 0)$ 。

（1）本实验要保持 $R_{t}$ 阻值不变，也就是保持 $R_{t}$ 的　　不变。

（2）使用电流表和电压表前，要检查其指针是否对准　　刻度线；接入电路的电流表，应使电流从其　　（选填“ $+$ ”或“ $-$ ” $)$ 接线柱流入。

（3）图乙是某次测量时电压表的示数，其读数为　　 $V$ ，如果要使电压表示数变大，应将滑动变阻器滑片 $P$ 向　　端（选填“ $a$ ”或“ $b$ ” $)$ 移动；图丙是小宸根据实验数据画出的 $I - U$ 图，经分析可得出结论：在电阻不变时，通过电阻的电流与它两端的电压成　　比。

（4）接下来，小宸按如下步骤操作，尝试把电流表改装成温度表。

①将滑动变阻器滑片 $P$ 移到 $b$ 端，用开关 $S_{2}$ 替换电压表（电路如图丁所示）。闭合 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ ，调节滑片 $P$ 使电流表满偏后，保持滑片 $P$ 位置不再移动，设此时电路总电阻为 $R$ ，断开 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 。

②往容器中倒入适量 $100^{°} C$ 的开水，观察温度计，温度计示数每下降 $5^{°} C$ （水温不再降低时，加入冰块直到水温降到 $0^{°} C)$ ，就闭合 $S_{1}$ ，并记录此时温度 $t$ 和对应的电流 $I$ ，然后断开 $S_{1}$ ．请用给定的字母写出电流与温度的关系式 $I =$ 　　。

③根据记录的 $t$ 和 $I$ ，重新刻制电流表的表盘，改装成温度表。请在图戊中大致画出此温度表表盘的刻度线。（要求画出 $0 ~ 100^{°} C$ 每间隔 $20^{°} C$ 对应的共6条刻度线）

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