断开开关S2时,电流表的示数用I1表示,开关S1、S2都闭合时,电流表的示数用I2表示,将R1、I1、I2、R2的测量数据记录在实验数据记录表中。 (1分) (3)仿照步骤(2),分别改变5次电阻箱R2的阻值,用电流表分别测量S1闭合时相应的电流I1的数据,再用电流表分别测量S1、S2都闭合时相应的电流I2的数据,并分别将R1、
I1、I2、R2的测量数据记录在实验数据记录表中。 (1分)
(4)利用P2=UI’= I1 R1 (I2-I1)—分别计算出R2的电功率数据,并分别记录在实验数据记录表中。利用公式P=UI= I1 R1 I2,分别计算出6次并联电路的总功率,并分别记录在实验数据记录表中。 (1分)
实验数据记录表(1分)
R1 /Ω I1 / A I2 / A R2 / Ω P2 / W P / W (其他答案正确均可得分)
五、计算题(共16分) 37.解:
Q放=cm(t0-t) ??1分 =4.2×103J/(kg?℃)×0.3kg×(90℃-40℃) ??1分 =6.3×104J ??1分
38..解:
(1)只闭合开关S1时,电路结构如图1所示。
只闭合开关S3时,电路结构如图2所示。 ?? 1分
P 额 R灯 P实 R灯 R1 R2 R2 A I额 R1 I R1 A U U L 图1 图2 U U 图3 图4 ?由题意可知 P?2,所以I额=4I????① ?? 1分
IR灯16额额P实I2R灯1 同时对于图1、2所示的两电路状态有
I额R灯=I(R1+ R2+ R灯)?????????????② ??1分 保证R1处于工作状态,有如下三种电路情况: 第一,开关S3闭合,如图2所示; 第二,开关S2、S3闭合,如图3所示;
第三,开关S1、S2、S3均闭合,如图4所示。
对图2、图3、和图4分析可知,处于图2所示的状态时R1消耗的功率最小,记为P1小;处于图3、图4所示的状态时,R1消耗的功率等大,均为最大功率,记为P1大。所以依题意有
P1大P1小U24R1??,解得R2+R灯=25???③ ?? 1分
U()2R11R1?R2?R灯
联立上述三式,可解得:R灯=12.5?, R2=12.5?。 ?? 1分
(2)对图2所示电路状态有 P2=I2R2=0.5W,解得I=0.2A。 对此电路状态根据欧姆定律有
U=I(R1+ R2+ R灯)=0.2A×(25?+12.5?+12.5?)=10V。 ?? 1分
39.解:图正确 ??????????? (1分) (1)丙浸没水中:F浮=ρ
水
gV丙=ρ
水
g
G丙=10N ???????? (1分) g?丙FA0? 2T0
A O B FB0?
(2)对第一个状态受力分析: F
f G丙 f T0 G p + GC
FA0
FB0
F0 G D
对甲 对乙
对P和C整体 对杠杆 对D
图1 图2 图3 图4 图5
F?fT0?G丙+f......(1)......(2)FA0??Gp?Gc?2T0......(3) ???????????(1分) FB0??GD?F0FA0OA?FB0OB......(4)......(5) 将Gc=100N、GD=10N、OA:OB=1:2代入 解得Gp=2f ????????(1分)
对第二个状态受力分析: FA1?
FB1?
2T1
A O B
fG丙 T1 f F ? F1 对甲 对乙 FA1 FB1
G p + GC G D
对P和C整体 对杠杆 对D 图5 图6 图7 图8 图9
F'?f......(6)T1?G丙-f......(7)FA1??Gp?Gc?2T1......(8) ??????????(1分) FB1??GD?F1......(9)FA1OA?FB1OB......(10) FA2?
对第三个状态受力分析:
2T2
A O B f F ? G丙-F浮 T2 f
对甲 对乙 G GFA2 FB2 p +C 对P和C整体 对杠杆 图9 图10 图11 图12 T2?G丙?F浮?f......(11) FA2? ?Gp?G?c2T2......(12) ??????????(1分)
FB2??GD?F2......(13)FA2OA?FBOB2......(14)
直接写成上式等同于二、三状态的方程组,直接得2分
将Gp=2f代入 解得 F = f = 10N ??????????????(1分)
FB2?
F2
G D 对D 图13