物理潛能知識競賽

黃紅綿

1. 請于2008年4月10日前將答案寄至(450004) 鄭州市順河路11號《中學生數(shù)理化》(初中)雜志社 蔡華杰 收,信封正面請注明“3月物理潛能”字樣,答卷請用16開稿紙謄寫清楚,并寫清楚你的姓名?通信地址?學校?班級及輔導老師的姓名?電話和E-mail.

2. 歡迎老師組織學生集體參賽.每期將評出優(yōu)勝個人及輔導老師獎若干名.答案及獲獎名單在本刊2008年5-6月號上公布(也在本刊網(wǎng)站上登出),同時寄出獲獎證書及獎品.

1. 某同學利用電源?電流表?電壓表?開關?標有“50 Ω 12 A”字樣的滑動變阻器和若干導線測定小燈泡的額定功率.其中燈泡上所標“0.3 A”字樣清晰可見,電壓表0~15 V擋損壞,小燈泡的額定功率估計為1.5 W左右.該同學實驗步驟正確.當閉合開關時,電壓表和電流表的示數(shù)分別為2 V和0.2 A.接著他邊思考邊實驗,直至小燈泡正常發(fā)光,這時滑動變阻器的滑片恰好在中點上.

(1)畫出小燈泡正常發(fā)光時的電路圖,并簡述判定小燈泡正常發(fā)光的理由.

(2)求出小燈泡的額定功率.

2. 某電熱水器的簡化電路,如圖1所示.請你設計虛線框內(nèi)的指示燈電路.供選擇的器材有:“220 V 10 W”燈泡一只,“2.5 V 0.75 W”燈泡一只,“2 V 10 mA”發(fā)光二極管一只,各種阻值的電阻,導線若干.

(1)在指示燈能正常工作的情況下,請你通過計算說明選用器材的最佳方案及器材的具體規(guī)格.

(2)將電路圖中的虛線框部分補充完整.

3. 小明用如圖2所示的電路,探究電源暗箱(圖中虛線框所示)中電阻R0的阻值.

(1)開關閉合前,滑動變阻器的滑片應置于_______(填“a”或“b”)端.

(2)當電壓表的示數(shù)為10 V的時候,電流表的示數(shù)為4 A,則此時滑動變阻器連入電路中的電阻R=_______Ω,其消耗的功率P=_______W.

(3)根據(jù)實驗所測得幾組數(shù)據(jù),小明在方格紙上畫出了滑動變阻器消耗的功率P隨其連入電路中的阻值R的變化圖線(如圖3),由圖線可知:當滑動變阻器消耗的功率P最大時,電路中電流為_______A,電源暗箱中的電阻R0為_______Ω.

4. 超導限流器是一種短路故障限制裝置,它的電阻R隨電流I變化關系如圖4甲所示,現(xiàn)將它接入如圖4乙所示的照明電路中,X為用電器,照明電壓為220 V.

(1)當電路中的電流為5 A時,用電器X消耗的功率是多大?

(2)為使用電器X短路后電路能保持穩(wěn)定狀態(tài),R0應滿足什么條件?

(3)在R0滿足的條件下,有人把超導限流器稱為“不斷電保險絲”,請你說明理由.

責任編輯 蔡華杰

2007年12月號“物理潛能知識競賽”參考答案

1. 綠燈 紅燈 2. 兩電流表選擇的量程不同 3. (1)CE(2)E

注:“本文中所涉及到的圖表?注解?公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文?”