如图所示是建筑工地上常见的一种起重机的简化图,为了保证起重机吊起重物时不会翻倒,在起重机右边配有一个重物m0;已知OA=9m,OB=3m。用它把质量为3×103kg、底面积为0.5m2、高为2m的长方体物体G从空气中匀速放入水中某一位置,直到物体完全浸没在水中。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)。求:
(1)物体G的密度。
(2)起吊前,物体G静止在水平地面上时,它对地面的压强。
(3)若物体G被缓慢匀速从地面上吊起,起G重机横梁始终保持水平,若起重机横梁自重不计,OA、OB的长度不变,右边的配重mo的质量是多少?
(4)当物体G从空中匀速浸没在水中,若配重mo的位置、质量都不变,起重机始终保持水平,OA的长度如何变化?变化了多少?
下面是小溪所做的电学实验:
(一)探究电流与电阻的关系。
(1)小溪用5Ω、10Ω、15Ω和20Ω四个电阻、电压恒为4.5V的电源、“20Ω 1A”的滑动变阻器等器材连接成部分实验电路,实验过程中控制电阻两端的电压2V不变。请用笔画线代替导线把电路补充完整。
(2)正确连接电路后开始实验。小溪发现换上 Ω的电阻后,移动滑片,电压表示数始终不能达到需要控制的电压值,不能完成实验。为了使四个电阻单独接入电路都能完成实验,他应该适当 (填“增大”或“减小”)控制的电压值。通过实验数据可以得出的结论是: 一定时,导体中电流与电阻成 。
(二)测量小灯泡的额定功率。
(1)小溪按乙图连接电路,测量标有“3.8V”的小灯泡的额定功率,她使用了电压表的小量程,调节变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出此时电流表的示数为0.2A,求出小灯泡的电阻为 Ω,并利用公式 求出了小灯泡的额定功率。然后她又换用电压表的大量程,调节变阻器滑片,使电压表示数为3.8V时,电流表示数如图丙所示为 A,小灯泡的额定功率为 W.小溪发现两次得到的额定功率值有较大差异,根本原因是 。
(2)小溪又设计了一个方案测量额定电压为3V的小灯泡的额定功率。电路如图丁所示(电源电压为6V,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”)。请把下面的实验步骤补充完整。
①只闭合开关S和S2,调节变阻器的滑片,使电压表V2的示数为 V,此时小灯泡正常发光;
②只闭合开关 ,保持滑片P的位置不动,此时V1的示数为1V,V2的示数为2V;
③该灯泡的额定功率P额= W。
王同学想测量额定电压是2.5V的小灯泡的额定功率,他使用了三节新干电池、“20Ω1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和若干导线,连接了如图甲所示的电路。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该滑动到最 (选填“左”或“右”)端,这样做的目的是 。
(2)他闭合开关后,又立即断开了开关,否则会损坏 (选填“灯泡”、“电流表”或“电压表”)
(3)他检查电路,发现一处连接错误,只改变了一根导线的连接就将电路修改正确,请你在错误的导线上打“×”,并补画上正确的连线。
(4)实验中,他调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数从1.5V变化到3V,画出了如图乙所示的图象,由于灯丝的电阻随温度的升高而可以判断图象的横坐标为 (选填“电压”或“电流”)。
(5)当电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是 。
(6)取下小灯泡,将阻值为5Ω、10Ω、15Ω的三个定值电阻分别接入电路中原小灯泡位置,可利用该电路探究“电压一定时,电流与电阻的关系”。控制电压一定时,不可以选取的电压值是
A.1.5V B.2V C.2.5V D.3V
在“探究电流与电阻的关系”的实验中,小宇设计了如图甲所示的电路图,用阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻进行探究,滑动变阻器有A(5Ω 1A)和B(10Ω 1A)两种规格可供选择。
(1)请在图乙所示的实物图中用笔画线代替导线,将电路连接完整(导线不能交叉);
(2)连接电路过程中,开关应该是 的,滑动变阻器的滑片应调到最 (选填“左”或“右”)端;
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
电阻R/Ω |
5 |
10 |
15 |
电流I/A |
0.36 |
0.18 |
0.12 |
(3)探究得到的实验数据如表所示:分析表中数据:可以得到的结论是: ;
(4)根据他的探究过程,可以判断它选择的滑动变阻器是 (选填“A”或“B”)
(5)当用5Ω、10Ω的电阻探究时,保持电压表示数均为1.8V,滑动变阻器连入阻值分别为R1、R2,则R1 R2(选填“>”、“=”或“<”);
(6)这个电路图还可以完成的实验有: (说出一个即可)
小红在“测定小灯泡的电功率”的实验中,选择了额定电压为2.5V的小灯泡,电源电压保持6V不变,滑动变阻器规格为“40Ω 1A”,连接电路如图甲所示。
(1)小红所连接电路存在一处错误,请你在错误的导线上面“x”,用笔画线代替导线,画出正确的连线。
(2)正确连接电路后闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,则电路中存在的故障可能是 (选填“灯泡”或“电压表”)断路。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2V时,电流表的示数如图乙所示,此时电流表的示数为 A,小灯泡的功率为 W。
(4)若使小灯泡正常发光,应将滑片向 (选填“左”或“右”)移动至电压表示数为 V。
(5)小红想要继续探究“电流与电阻的关系”,只将小灯泡换成阻值不同的定值电阻,实验时控制定值电阻两端的电压保持2V不变,则更换的定值电阻的阻值不能大于 Ω。
(6)老师又拿来一个额定电流为Im的小灯泡,来测量小灯泡的额定功率。设计了如图丙所示电路,电源电压未知、电阻的阻值为R0.请你将实验步骤补充完整。
①只闭合开关 (选填“S1”或“S2”),将滑动变阻器的滑片移至最左端,读出电压表V1的示数为U1;
②只闭合开关 (选填“S1”或“S2”),再次调节滑片,直到电压表V2的示数为 ,此时小灯泡正常发光,电压表V1的示数为U2;
③小灯泡额定功率的表达式是P额= 。
小明的奶奶在家中用电水壶接水时,由于壶口较小,壶盖挡视线,很难观察到壶中水位的变化,结果水从壶中溢出洒到地上,小明一边帮奶奶擦地上的水,一边想:如果给水壶安装一个报警器,当水位达到一定高度时,报警器发出声音,提示水接好了,这样就方便多了。
(1)小明找来家中的电水壶,如图甲所示,观察电水壶的外观并研究它的使用过程,发现其中涉及一些物理知识,下列说法正确的是 (填字母)
A.向壶中注水时,听到的声音是通过空气传入到人耳的
B.金属壶身“反光”是发生了漫反射
C.烧水时壶嘴冒出的“白气”是液化现象
D.注水后壶底看起来变浅了,是光的折射现象
(2)当用力F打开壶盖时,壶盖相当于一个杠杆,请你在图乙中画出壶盖所受重力G的示意图和重力的力臂I(O为支点,B为壶盖的重心,A为F的作用点)。
(3)小明认真思考后,结合学过的力学和电学知识,设计了如图丙所示的报警电路,以下是小明的设计方案,请将其补充完整。
①报警器的水中部分是一个玻璃管,它的一端被绝缘弹性薄膜封闭,报警电路的一部分在玻璃管内,其中弹性片A靠近薄膜,使用时,闭合报警电路开关S,向壶内注水,随着壶中水位的升高、水对薄膜的压力逐渐 (填“变大”或“变小”),弹性薄膜逐渐向右凹进,挤压弹簧片A,直至弹性片A与触点B接触,报警电路接通,电铃发出报警声,提示已达到设定注水高度,即可断开报警电路开关S,停止注水。
②为了满足不同的注水高度要求,该电水壶的报警水位高度可以调节,水位调节手柄的一端固定在报警电路中长度可调的弹簧上,水位调节手柄可以移动,并能固定在不同挡位的卡槽中,当水位调节手柄移动时,触电B可以随着它左右移动,请分析该报警电路并说明,想要使报警器在更低的水位报警吗,可以调节水位调节手柄,使触点B
向 (填“左”或“右”)移动。
在测量标有“3.8V”字样的小灯泡的额定功率实验中,器材有电压为6V的电源,小灯泡(电阻约为10Ω)、电压表(0~3V,0~15V)、电流表(0~0.6A,0~3A)、滑动变阻器R1“5Ω 1A”、滑动变阻器R2“10Ω 1A”、开关各一个,导线若干。
(1)如图甲所示的电路中有一条导线连接错误,请在错误的导线上打“×”,并画出改正后的导线。
(2)为了完成实验,应该选择的滑动变阻器是 (填“R1”或“R2”)。
(3)电路连接正确后,闭合开关,滑片位于某一位置时,电压表示数为3V.为了测量小灯泡的额定功率,应将滑片向 (填“左”或“右”)移动。
(4)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则电流表的示数为 A,小灯泡的额定功率为 W,实验得出的结论:小灯泡的实际功率 ,小灯泡越亮。
(5)实验时发现通过小灯泡的电流与它两端的电压不成正比,是因为灯丝电阻与 有关。
(6)实验中若电压表的“0~15V”量程损坏, (填“能”或“不能”)测小灯泡额定功率。
小明要测定标有“3.8V”小灯泡正常发光时的电阻,选择一些器材连接了如图甲所示电路。
(1)同组的小芳发现小明所选的器材不能完成此实验,其原因是 。并且电路连接也有错误,如果此时闭合开关,小灯泡 (选填“发光”或“不发光”),电压表 (选填“有示数”或“无示数”)。请你在接错的那根导线上打“×”,并另画一根导线,使电路连接正确。
(2)小明重新选择合理器材,将电路改接正确后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡正确发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。
(3)小明还测量了小灯泡在不同电压下的电流,并根据所测得数据绘制了小灯泡的I﹣U图象,如图丙所示,根据图象可知电流与电压并不成正比,原因是灯丝的电阻随温度升高而 。在这个图象中,横轴应该表示的是 (选填“电压”或“电流”)
(4)上述实验结束后,小明又设计了如图丁所示的电路,只用电压表来测量额定电压为2.5的小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R的最大阻值为15Ω,电源电压恒定,其测量过程如下:
①闭合开关S、S2,断开S1,将滑动变阻器的滑片移到最上端,电压表示数为4.5V。
② (填三个开关闭合与断开情况),移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V,这时小灯泡正常发光。
③闭合开关S、S2,断开S1,保持滑动变阻器滑片的位置不变,电压表示数为3V。
④小灯泡的额定功率P额= W。
如图甲是阳阳同学设计的根据欧姆定律测电阻的实验电路。
(1)检查无误后,闭合开关。他将滑片P向左滑动时,电压表示数将 (选填“增大”、“减小”或“不变”);当P滑到某一位置时,两表读数如图乙所示,由此可知电阻R= Ω.你认为这个结果可靠吗? ,理由是 。
(2)做完测电阻实验后,阳阳发现桌上还有一个标有额定电流I额的小灯泡和两个开关,一个已知阻值为R0的定值电阻,他想:能否在不用电流表的情况下测定小灯泡的额定功率呢?通过与同学讨论,他设计出了如图丙所示的电路图,并完成了小灯泡额定功率的测量。具体操作是:
①闭合开关 ,断开开关 ,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 ;
②保持滑动变阻器的滑片位置不动,断开开关 ,闭合开关 ,读出此时电压表示数为U;
③小灯泡的额定功率P额= (用已知量和所测物理量符号表示结果)。
为了探究“电流与电阻的关系”,小华同学设计了如图甲所示的电路(电源电压恒为6V)
(1)小华闭合开关后,向左调节滑动变阻器滑片时,发现电压表示数 (填“变大”、“变小”或“不变”),她意识到电路连接有错误。请你在连接错误的导线上打“×”,并补画出一条正确的连线。
(2)小华选取的滑动变阻器R1上标有“20Ω 1A”的字样,她选择的六个定值电阻阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω、60Ω.她首先将10Ω电阻接入电路,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示为4V,读出并记录电流表的示数,完成本次实验后,又换用其他电阻继续实验,按照她的实验思路,每次都只连入一个定值电阻,她最多可以完成 次实验。完成实验后,根据实验数据得到的结论是电压一定时, 。
(3)小华完成实验后将定值电阻拆下,换成一个额定电压为3.8V的小灯泡,测其额定功率。她直接闭合开关后,发现灯泡两端电压为3V,为使小灯泡正常发光,应将变阻器滑片向 (填“A”或“B”)端滑动,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则灯泡的额定电流为 A,额定功率为 W.小华又测了几组小灯泡的电压值和电流值,发现通过灯泡的电流跟它两端的电压不成正比,原因是 。
(4)小华换用一个额定电压为U额(U额<6V)的灯泡,仍保留原电源和滑动变阻器R1,又取了一个滑动变阻器R2,设计了如图丙所示的电路,测量灯泡的额定功率,请帮她将实验步骤补充完整:
①把电压表接在a、b两点间,将滑动变阻器 (填“R1”或“R2”)的滑片调到最右端,调节另一个滑动变阻器滑片,使电压表示数为U额;
②把电压表改接在b、c两点间,保持两滑动变阻器R1、R2滑片的位置不变,读出电压表的示数为U;
③灯泡额定功率表达式为P额= 。
琳琳小组在做“测量小灯泡电功率”的实验,实验前他们观察到小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)在电路连接完成后,闭合开关前,同组同学检查电路,发现她有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”,并在图中正确连线。
(2)正确连接电路后,闭合开关,在移动滑动变阻器滑片的过程中,发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数,其原因可能是 (选填符号)。
A.灯泡断路 B.灯泡短路
C.滑动变阻器断路 D.滑动变阻器短路
(3)故障排除后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片在某一位置时,电流表、电压表的示数如图乙所示,则此时通过小灯泡的电流是 A;小灯泡两端的电压是 V;若使小灯泡正常发光,则应调节滑动变阻器使电压表的示数为 V。
(4)实验结束,琳琳小组根据实验数据绘制了如图丙所示的图象,则小灯泡正常发光时的电阻大约是 Ω(保留一位小数)。
子森同学在探究“电流与电压的关系”实验中,选用器材如下:电压为4.5V的电源、滑动变阻器RA(50Ω 1A)、滑动变阻器RB(20Ω 1A)、电流表、电压表、开关、定值电阻、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实验电路连接完整。
(2)连接电路时,开关应断开,防止因电路 (填“短路”或“断路”)造成电流过大而损坏元件。开关闭合前,应将滑动变阻器滑片滑到最 (填“左”或“右”)端。
(3)开关闭合后,两表均无示数,故障可能是 (填“定值电阻”或“滑动变阻器”)断路。
(4)排除故障后,多次改变定值电阻两端的电压,测得实验数据如下表。第2次电压表的示数如图乙,则此时电压为 V.分析数据可知:电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成 。
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
电压U/V |
1.0 |
2.0 |
2.4 |
3.0 |
|
电流I/A |
0.10 |
0.20 |
0.24 |
0.30 |
(5)实验中所用定值电阻的阻值是 Ω,所选的滑动变阻器是 (填“RA”或“RB”)。
(6)完成实验后,子森想测量小灯泡的额定功率,重新设计了电路(如图丙),这个小灯泡正常工作的电流为I额.请完成实验步骤(已知电源电压为U、R2的最大阻值为R2):
①闭合开关S1,S2接1,移动滑动变阻器R2的滑片,使电流表示数为 ;
②闭合开关S1,S2接2,保持滑动变阻器 的滑片位置不变,调另一个滑动变阻器的滑片,使电流表示数为 ;再将滑动变阻器R2的滑片调到最右端,读出电流表的示数为I;
③小灯泡的额定功率表达式为P额= 。
在“测量小灯泡的电功率”实验中,电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)小明按甲电路图连接对应的电路如图乙所示。闭合开关前,小明发现他连接的电路有错误,只要改接一根导线就可以。请在这根接错的导线上打“×”,在图乙中用笔画线代替导线画出正确的连接。
(2)错误改正后,闭合开关调节滑片P至某一位置时,电压表示数2V;为测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (填“左”或“右”)移动,使电压表示数为 V,此时电流表示数如图丙为 A,则小灯泡的额定功率为 W。
(3)实验完成后,小明又想利用电源(电压未知)、阻值为R0的定值电阻、电压表一个、开关三个、导线若干,测出未知定值电阻R1的阻值。小明经过思考,设计出实验电路图(如图丁所示),实验步骤如下:(请将空白处补全)
①闭合开关S,S1和S2,读出电压表示数为U1;
② ,读出电压表示数为U2;
③未知定值电阻表达式R1= 。
小明在探究“液体压强的大小与液体深度和液体密度的关系”实验中,所用的器材有:U形管压强计、烧杯、刻度尺,足量的酒精、水和盐水,已知ρ酒精<ρ水<ρ盐水。
(1)如图1是U形管压强计。实验前,为了检查探头与U形管之间是否漏气,小明用手轻压探头的橡皮膜,同时观察U形管两侧液面 。
(2)在探究“液体压强的大小与液体深度的关系”时,记录的部分实验信息如下表:
实验 次数 |
液体 密度 |
液体深度 h/cm |
U形管两侧液面 的高度差△h/cm |
液体压强 的大小 |
1 |
相同 |
3 |
2.7 |
a |
2 |
6 |
5.8 |
b |
|
3 |
9 |
8.9 |
c |
①请将表格中a、b、c三处空缺的信息补充完整:
a、 b、 c、
②根据表中信息可得出的探究结论是 。
(3)在探究“液体压强的大小与液体密度的关系”时,三次实验现象如图2所示。三个烧杯中的液面相平,U形管两侧液面的高度差相同,探头在液体中的深度不同。
小明根据三次实验现象,并结合(2)中②的结论,得出了该探究结论。请你简要说明他分析实验信息得出该探究结论的过程 。