图甲是消防应急照明灯,使用时,将它接入家庭电路,当电路断电时,它能提供一段时间的应急照明。图乙是某款消防应急照明灯的模拟工作原理图、将应急照明灯接入家庭电路后,它将家庭电路电压转换为直流电压U,为蓄电池充电。同时,电流流过电磁铁A的线圈产生磁性,吸引衔铁B,使动触点C、E和静触点D、F脱开。当家庭电路断电时线圈中电流消失,电磁铁的磁性消失,衔铁复位,触点C、E和D、F接触,蓄电池给两只LED灯组供电,提供照明。每只LED灯组的额定电压为3.8V,额定功率为0.95W
(1)给蓄电池充电时,U的电压会高于蓄电池电压,所以在电路中要串联一个定值电阻R,关于定值电阻R的作用,以下说法错误的是 。
A.主要用来发热
B.可以保护电路元件
C.可以限制电流大小
D.可以分去部分电压
(2)两只LED灯组正常工作时,干路电流为多大?
(3)若该款应急照明灯接入家庭电路后,以I=75mA的电流连续充电20h,蓄电池可以从无电能至充满;放电时,蓄电池释放的电能达到充满电时电能的60%时,LED灯组将不能正常工作。充、放电时蓄电池不会发热且电压保持3.8V不变。则该款应急照明灯蓄电池充满电后,可供两只LED灯组正常工作的时间为多长?
若架设在两地之间的输电线发生了短路,如何方便快捷地确定短路的位置?
针对这一实际问题,某物理兴趣小组模拟真实情景,运用“建模”思想进行了研究:用两条足够长的电阻丝模拟输电线(每条电阻丝单位长度阻值为 ,将导线连在电阻丝 处模拟输电线短路,如图1甲所示。他们把一个电源(电压恒为 、一个定值电阻(阻值为 和一块电压表用导线连接起来装入一个盒内,并引出两根导线到盒外,制成检测盒,如图1乙所示。检测时将盒外的两根导线分别与模拟输电线 端的两接线柱相连,从而构成检测电路。通过读取盒内电压表的示数、经过计算得知短路处到 端的距离。
请你解答如下问题:
(1)在图1乙所示的检测盒内画出元件连接情况的电路图;
(2)根据你设计的检测电路,推导出 间距离 与电压表示数 的关系式:
(3)进一步研究发现,当电压表的量程为
时,如果短路位置改变,需考虑测量值超电压表量程的可能。于是在检测盒中增加两个单刀双掷开关(符号
,通过操作这两个开关来改变电压表的连接,完成检测。请在改进后的检测盒内画出元件连接情况的电路图(如图2所示)。
现有一个电压约为 的电源(电压保持不变),一个量程为 的电流表,三个阻值已知的电阻 、 、 ,开关和导线若干。请合理选择器材设计实验,比较精确地测出约为 的未知电阻 的阻值。要求:
(1)画出实验电路图;
(2)写出主要的实验步骤和需要测量的物理量;
(3)写出待测电阻 的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时,提出了如下猜想:
猜想一:物体的重力势能与物体的质量有关
猜想二:物体的重力势能与物体所在高度有关
为了验证上述猜想,他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验:如图所示,将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上,把铁块从距桌面某一高度由静止释放,撞击在桌面的中心部位,记录桌腿进入沙子的深度。
按上述方案进行实验,其实验数据如下表所示。
实验 序号 |
铁块质量
|
铁块距桌面高度
|
桌腿进入沙子 的深度 |
① |
20 |
20 |
1.9 |
② |
20 |
30 |
2.9 |
③ |
20 |
40 |
3.8 |
④ |
30 |
20 |
2.9 |
⑤ |
40 |
20 |
4.1 |
(1)实验中通过比较 来判断物体重力势能的大小;
(2)为了验证猜想一,需选择表中 (填实验序号)三组数据进行分析;
(3)分析表中①②③的实验数据,可得出的结论是: 。
某同学在研究滑动摩擦力时,先后做了如下两次实验:
实验一:将重为 的物块 放在一水平溥木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动物块,使它在木板上匀速运动,如图甲所示。读出弹簧测力计示数为 ;
实验二:再将上述木板一端垫起,构成一个长为 、高为 的斜面;然后用弹簧测力计沿斜面拉动物块 ,使它在斜面上匀速向上运动,如图乙所示。读出弹簧测力计的示数为 ,请你结合实验过程,运用所学知识解答如下问题(阅读图丙)
(1)画出物块 在斜面上运动时对斜面的压力 的示意图;
(2)求出物块 对斜面的压力 。
某校同学参加社会实践活动时,在山上发现一块很大的岩石,他们想测出这块岩石的密度。几位同学随身携带的工具和器材有:电子天平(附说明书)、购物用的弹簧秤、卷尺、喝水用的茶缸、铁锤、细线和一瓶饮用水(已知水的密度为 请你从中选用部分工具和器材,帮他们设计一种精确测量岩石密度的实验方案要求
(1)写出主要的实验步骤
(2)写出岩石密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)