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。
中国茶文化源远流长,如图甲是某款工夫茶保温碟。电路原理如图乙所示,电阻 为发热体,它的额定电功率为 且电阻不变。电流通过发热体加热底板使茶汤保温; 为电功率忽略不计的电源指示灯。求:
(1)发热体正常工作时的电流;
(2)当实际电压为 时,发热体工作 消耗的电能;
(3)为了适应不同品种茶汤的保温需求,小杨对电路进行重新设计(如图丙),移动滑片可以连续调节发热体的电功率,最低可调至额定功率的四分之一。若发热体产生的热量全部被茶汤吸收,该电路电能利用率的范围是多少。(电能利用率
如图甲所示,小勇同学设计了一个汽车落水安全装置并进行了试验,在汽车的四个门板外侧分别安装一个气囊,气囊的触发由图乙所示电路中 、 间的电压来控制,压敏电阻 水平安装在汽车底部 处, 的阻值随其表面水的压力的变化如图丙所示。某次试验时:汽车入水前把 的滑片调到合适位置不动,闭合开关 ,电压表的示数为 ,再把汽车吊入足够高的长方体水池中缓慢下沉,直到 、 间的电压等于或大于 时,气囊就充气打开,使汽车漂浮在水中,试验装置相关参数如表所示。
电源电压 |
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接触水的面积 |
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长方体水池底面积 |
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(1)求汽车入水前电路中的电流;
(2)当汽车漂浮时,测得水池的水位比汽车入水前上升了 (水未进入车内),求汽车受到的重力;
(3)求气囊充气打开时汽车 处浸入水中的深度。
便携式无线加湿器,让你随时随地实现加湿自由。某品牌便携式无线加湿器,通过旋转开关 接触不同触点,实现高、低两个挡位的转换,其简化的工作电路如图所示,铭牌上的部分参数如下表:
项目 |
参数 |
工作电压 |
20 |
低挡位功率 |
5 |
高挡位功率 |
10 |
完成下列问题:
(1)旋转开关 接触" "两触点时,加湿器处于 挡位;
(2)加湿器低挡位工作时,电路通过的电流多大?
(3)加湿器高挡位工作6小时,将消耗多少电能?
学习了电学知识后,某科学兴趣小组开展制作"电热水壶"的项目化学习。
【项目任务】制作一款电热水壶。经过小组同学讨论后确定电热水壶的要求如下:
容积: ;
功能:①加热:②保温;
性能:能在7分钟内将 水从 加热到 (不计热量损失)。
【方案设计】为实现上述功能,同学们利用两个不同阻值的电阻 进行设计,其中方案一如图所示。利用方案一中的器材,请将方案二的电路补充完整。
【器材选择】若该壶是按照方案一设计的,根据项目任务中的性能要求,选择的加热电阻阻值最大为多少欧姆? ,
【方案反思】有同学认为电器设计还应考虑使用安全,从安全角度提出一条设计建议 。
【项目制作】
交通安全要求广大司机"开车不喝酒,喝酒不开车",酒后驾驶存在许多安全隐患。某科技兴趣小组设计了一种简易的酒精检测仪,其电路原理如图2甲所示。电源电压为 , 是气敏电阻,其阻值随呼气酒精浓度 的变化关系如图2乙所示, 为滑动变阻器。检测前对检测仪进行"调零",即调节滑动变阻器使电流表的示数为 ,调零后变阻器滑片位置保持不变。查阅到相关资料如图1。
(1)求"调零"后变阻器 接入电路的阻值;
(2)检测前 工作 消耗的电能;
(3)对某司机进行检测时,电流表示数为 ,依据信息窗资料,通过计算判断该司机属于非酒驾、酒驾还是醉驾。
图甲是某款电熨斗,图乙是其电路原理图。电源电压为 , 、 为发热体。该电熨斗两挡功率分别为 和 ,通过开关 实现温度控制, 闭合时为高温挡。
(1)求 的阻值;
(2)在使用过程中,若电熨斗 消耗电能 ,请通过计算说明:在这段时间内电熨斗处于何种工作状态,并求出相应状态下的工作时间;
(3)为了适应不同室温和更多衣料,小明对电路做了改进,将 换成滑动变阻器 ,如图丙所示, 、 均为发热体。假定电熨斗每秒钟散失的热量 跟电熨斗表面温度与环境温度的温度差△ 关系如图丁所示。在一个 的房间,要求电熨斗表面保持 不变,应将 的阻值调为多大?
某些电阻的阻值会随温度的变化而明显改变,利用电阻的这种特性可以制成电阻温度计,从而用来测量温度。在如图甲所示的电路中,电流表量程为,电源电压恒为,为滑动变阻器,电阻作为温度计的测温探头。当时,的阻值随温度的变化关系如图乙所示。闭合开关后,把放入环境中,调节滑动变阻器,使电流表指针恰好满偏(即,然后保持的阻值不变。
(1)在环境中通电,整个电路消耗的电能是多少?
(2)滑动变阻器接入电路的电阻为多大?
(3)再把测温探头放到环境中时,消耗的电功率多少?
如图甲所示电路,电源电压恒定, 为定值电阻, 为滑动变阻器。闭合开关 ,滑动变阻器的滑片从最右端滑向最左端的过程中,滑动变阻器的电功率 随电流 变化关系图线如图乙所示。求:
(1)滑动变阻器接入电路电阻为零时,电路中的电流;
(2)滑动变阻器接入电路电阻最大时,滑动变阻器两端的电压;
(3)滑动变阻器的滑片从最右端滑向最左端的过程中,滑动变阻器的最大功率。
如图甲是某品牌智能体重秤,图乙是它的电路结构图,R 0为定值电阻,秤盘下方的电阻R为压敏电阻,其阻值随所受压力大小的变化关系图像如图丙所示。已知电源电压为6V保持不变。
(1)当秤盘为空时,R的阻值为 ;
(2)体重为600N的小勇站在体重秤上时,电压表示数为2.4V,则R 0的阻值是多少?
(3)若小华站在体重秤上,5s内完成了称量体重的过程,这段时间内体重秤消耗的电能是0.45J,则小华的体重为多少牛?
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。
如图所示的电路,电源电压恒定,电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过最大电流为1A。小灯泡L标有"2.5V 0.25A"字样,其I﹣U图象如图乙所示。只闭合S 1时,电流表的示数为I=0.2A,电阻R 1消耗的功率为P 1,变阻器滑片P移到b端,所有开关都闭合时,电流表的示数为I'=0.5A,电阻R 1消耗的功率为P 1',且P 1:P 1'=16:25。
(1)求小灯泡L正常发光时的阻值;
(2)求电源电压;
(3)若只闭合S 2,且电压表的量程为0~3V。在保证电路元件都安全的情况下,求变阻器接入电路的阻值变化范围。
如图所示。电源电压恒定,灯泡L标有"9V 9W"字样,且灯丝电阻不受温度影响。当开关S和S 1都闭合,滑片P在a端时,灯泡正常发光,电流表的示数为1.5A;当开关S闭合、S 1断开,滑片P在中点和b端时,电流表的示数之比为L 中:L b=5:3。求:
(1)电阻R 1的阻值;
(2)滑动变阻器R 2的最大阻值;
(3)若开关S闭合,S 1断开,且电流表的量程为0~0.6A时,求电路消耗的最大功率与最小功率的比值多大?
如图所示是某种电热器工作的部分电路图,电源电压 不变,两根电热丝的电阻关系为 ,通过旋转扇形开关 ,接触不同触点,实现高、低两个挡位的转换,低温挡时的发热功率为 。求:
(1) 和 的电阻值;
(2)电热器处于高温挡时的总功率;
(3)如果在高温挡下工作 产生的热量全部被水吸收,在一个标准大气压下这些热量能够让 、 的水,温度升高多少? 水的比热容为