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八上第4章 拓展性学习评价
参考答案及解析
(作业时间:60分钟,满分100分)
一、选择题:(每小题2分,共30分)
1.A、B是两个轻质泡沫小球,C是用毛皮摩擦过的橡胶棒,三者相互作用情景如图。则( )
A.A球一定带正电 B.B球一定带正电
C.B球可能不带电 D.A球可能不带电
【解答】C是用毛皮摩擦过的橡胶棒,故C带负电,由第三个图BC排斥可知,两者都带负电,所以B球一定带负电;由第二个图可知AC吸引,A球可能带正电,也可能不带电,故D正确。
故选:D。
2.如图所示的电路中,AB为粗细均匀的长为L的电阻导体,以AB上各点对A点的电压U为纵坐标,各点离A点的距离x为横坐标,则U随x变化的图线应为( )
A.B. C.D.
【解答】各点离A点的距离x越大,导体的电阻越大,AB上的各点对A点的电压U就越大,所以U与x成正比,故为图象B。故选:B。
3.如图,甲为某调光台灯,乙为该调光台灯用到的电位器的结构图,A、B、C为电位器的三个接线柱,转动滑片可调节灯泡亮度。下列分析正确的是( )
A.电位器应该与调光台灯的灯泡并联
B.若只将A、C接入电路,顺时针旋转滑片,灯泡变暗
C.若只将A、B接入电路,顺时针旋转滑片,灯泡变亮
D.将B、C接入电路,若只将电阻丝做得更细些,以相同速度顺时针旋转滑片,灯泡亮度变化更明显
【解答】
A、电位器串联在电路中能改变电路中电流的大小,所以图中电位器应与灯泡串联,故A错误;
B、若只将A、C接入电路,电位器的全部电阻丝都接入电路,不能改变电路的电流,所以不能改变灯泡的亮度,故B错误;
C、若只将A、B接入电路,滑片左边的电阻丝接入电路,即滑片顺时针转动旋钮时,电阻变大,灯泡变暗,故C错误;
D、若只将B、C接入电路,若只将电阻丝做得更细些,则电阻丝的电阻变大,以相同速度顺时针旋转滑片,电阻的变化较大,电路中的电流变化较大,灯泡亮度变化更明显,故D正确。
故选:D。
4.如图所示电路,开关闭合时两个小灯泡正常发光,两个电压表指针均指在如图所示位置,L1、电源的电压分别为( )
A.1.4V;7.4V B.1.4V;7V C.1.4V;1.4V D.5.6V;7V
【解答】由电路图可知,闭合开关后,两灯串联,电压表V1测电源电压;电压表V2测L2两端的电压,由串联电路的电压特点可知,电压表V1的示数应大于电压表V2的示数;而两个电压表指针位置相同,所以电压表V1选用的量程是0~15V,其分度值是0.5V,示数为7V,即电源电压为7V;电压表V2选用的量程是0~3V,其分度值是0.1V,示数为1.4V,即L2两端的电压为1.4V,由串联电路的电压特点可知,灯泡L1两端的电压为:U1=U﹣U2=7V﹣1.4V=5.6V;故选:D。
5.如图所示电路,甲、乙是电学仪表,闭合开关S后,灯泡L1、L2均正常发光,则( )
A.甲是电流表,乙是电压表
B.甲是电压表,乙是电流表
C.甲、乙都是电流表
D.甲、乙都是电压表
【解答】
A、如果甲是电流表,乙是电压表,电压表串联在电路中了,电阻很大,则两灯泡都不能发光,故A错误;
B、如果甲是电压表,乙是电流表,则电流分别经灯L1和L2回负极,两灯都能发光,即灯L1和L2并联,故B正确;
C、甲、乙都是电流表,则会造成电源短路,故C错误;
D、甲、乙都是电压表,由于电压表电阻很大,电路中电流几乎为零,灯泡不发光,故D错误。
故选:B。
6.在如图甲所示的电路中,当闭合开关后,两个电流表指针偏转均为图乙所示,则电阻R1和R2中的电流分别为( )
A.1.2A,0.22A B.0.98A,0.22A C.0.24A,1.2A D.0.96A,0.24A
【解答】由电路图可知,两电阻并联,电流表A1测干路电流,A2测R2支路的电流,
∵并联电路干路电流大于各支路电流之和,且两指针的位置相同,
∴A1的量程为0~3A,分度值为0.1A,干路电流I=1.2A,
A2的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,通过R2支路的电流I2=0.24A,
∴通过R1的电流I1=I﹣I2=1.2A﹣0.24A=0.96A。
故选:D。
7.研究并联电路中电流的关系时,所设计的电路如图所示,其中灯L1的电阻大于灯L2的电阻,下列说法正确的是( )
A.连接电路时,应闭合S,断开S1、S2
B.先闭合S、S1,再闭合S2时,观察到灯L1变暗
C.先闭合S、S2,再闭合S1时,电流表A2的示数不变
D.当S、S1、S2全部闭合时,电流表的示数大小为 A3>A1>A2
【解答】
A、为了保护电路,连接电路时,所有开关均应处于断开状态,故A错误;
B、先闭合S、S1,再闭合S2时,电路由灯L1的简单电路变为灯L1与灯L2的并联电路,由于并联电路各支路互不影响,所以灯L1的亮度不变,故B错误;
C、先闭合S、S2,再闭合S1时,电路由灯L2的简单电路变为灯L1与灯L2的并联电路,电流表A2测量L2的电流,由于并联电路各支路互不影响,所以通过灯L2的电流不变,即电流表A2的示数不变,故C正确;
D、当S、S1、S2全部闭合时,灯L1与灯L2并联,电流表A3测干路中的电流,电流表A2测量灯L2支路中的电流,电流表A1测量灯L1支路中的电流。由于并联电路各支路两端的电压相等,而灯L1的电阻大于灯L2的电阻,由欧姆定律可知,通过灯L1的电流小于通过灯L2的电流,即电流表A1的示数小于电流表A2的示数;由于并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以电流表A3的示数大于电流表A1、A2的示数,即电流表的示数大小为 A3>A2>A1,故D错误。
故选:C。
8.如图,电路中电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片从b端向中点移动的过程中(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。下列说法正确的是( )
A.电压表示数变大,电流表示数变大
B.电压表示数不变,电流表示数变大
C.灯泡的亮度变亮,电流表的示数变大
D.灯泡的亮度不变,电流表的示数不变
【解答】由图可知,滑动变阻器R与灯泡L并联,电流表测量通过灯泡的电流,电压表测量电源电压;
因电源电压不变,则滑动变阻器的滑片移动时,电压表示数不变;闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从b端滑到中点过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流变大;因为并联电路各支路互不影响,所以通过灯泡的电流不变,即电流表示数不变,灯泡的亮度也不变;综上所述,D正确。故选:D。
9.测部分电路电流时,电流表示数如图所示,若导线ab的电流为0.6A,则下列说法正确的是( )
A.电流表的示数可能为2.3A
B.导线cd的电流可能是1.06A
C.此电流表跟被测电路并联
D.导线cd的电流方向一定是d→c
【解答】
A、由图示电流表可知,其量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.46A,故A错误;
BD、如果ab中电流由a→b,则电路图如图所示:
Icd=0.6A+0.46A=1.06A,方向:从d→c;
如果ab中电流由b→a,则电路图如图所示:
Icd=0.6A﹣0.46A=0.14A,方向:从c→d,故B正确,D错误;
C、电流表跟被测用电器串联,故C错误。
故选:B。
10.如图甲所示是烟雾报警装置的电路图。R0为定值电阻,R为光敏电阻,它的阻值随光照强度变化情况如图乙所示(lx为光照强度单位),当电流表示数减小至某一数值时装置报警。开关S闭合后,下列说法正确的是( )
A.当环境无烟雾时,电压表示数最大
B.当环境烟雾变化时,电压表与电流表示数之比始终不变
C.当环境的烟雾增多时,电路消耗的电功率变大
D.增大R0的阻值可使装置在更低浓度烟雾下报警
【解答】由电路图可知,光敏电阻R和定值电阻R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;
A、当环境无烟时,光照强度最大,由图乙可知,光敏电阻接入电路中的阻值最小,根据欧姆定律可知,电路中的电流最大,由U=IR可知,定值电阻两端的电压最大,因为串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和,且电源电压不变,所以光敏电阻的两端电压最小,即电压表示数最小,故A错误;
B、电压表与电流表的示数之比等于光敏电阻的阻值,当环境烟雾浓度发生变化时,光敏电阻周围的光照强度发生变化,其阻值也发生变化,故电压表与电流表示数发生变化,故B错误;
C、因光敏电阻的阻值随光照强度的减弱而增大,所以,当有烟雾遮挡射向R的光时,R的阻值增大,电路中的总电阻增大,由I=可知,电路中的电流减小,即电流表的示数减小,电源电压保持不变,由P=UI可知电路消耗的电功率变小,故C错误;
D、要使报警器在浓度更低的烟雾下报警,说明光照强度更强时,报警器就会报警,则此时的光敏电阻的阻值比原来的临界值小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大;如果要保持报警器的工作电流不变,由欧姆定律可知,应增大R0的阻值使电路中的电流减小,这样才能在一定的光照下及时报警,故D正确。故选:D。
11.甲、乙两电阻的电流与电压的关系如图所示,将甲、乙串联后接在电压为3V的电源两端,则流过电阻甲的电流为( )
A.0.6A B.0.4A
C.0.2A D.0.1A
【解答】串联电路电流处处相等,由图示图象可知,
U甲=1V,U乙=2V,两电阻的电流都为0.2A,
串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和,即:U=U甲+U乙=1V+2V=3V,符合题意。故选:C。
12.如图甲为坐位体前屈测量示意图,测试时需要从刻度尺上读数。小明利用电压表等实验器材对该测量仪进行改进,改进后电压表示数与长度变化关系如图乙所示。则他设计的电路是( )
A.B. C.D.
【解答】由图象可知电压表的示数随着刻度尺读数的增大而减小。
A、由图可知,该电路为串联电路,电压表测量滑动变阻器两端的电压;滑片向左滑动,滑动变阻器接
入电路中的电阻变大,刻度尺读数越大,根据串联电路的分压规律可知,滑动变阻器分担的电压变大,电压表示数越大,故A不符合题意;
B、由图可知,该电路为串联电路,电压表测量滑动变阻器左边部分两端的电压;滑片向左滑动,刻度尺读数越大,滑动变阻器接入电路中的电阻不变,电路中的电流不变,与电压表并联的滑动变阻器的阻值变小,根据U=IR可知,电压表示数变小,故B符合题意;
C、由图可知,该电路为串联电路,电压表测量滑动变阻器右边部分两端的电压;滑片向左滑动,刻度尺读数越大,滑动变阻器接入电路中的电阻不变,电路中的电流不变,与电压表并联的滑动变阻器的阻值变大,根据U=IR可知,电压表示数变大,故C不符合题意;
D、由图可知,该电路为串联电路,电压表测量定值电阻两端的电压;滑片向左滑动,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,刻度尺读数越大,根据串联电路的分压规律可知,滑动变阻器分担的电压变小,根据串联电路的电压规律可知,定值电阻两端的电压变大,电压表示数越大,故D不符合题意。
故选:B。
13.如图1所示连接电路,电源电压保持不变。闭合开关,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图2所示,下列说法不正确的是( )
A.电源电压是9V
B.定值电阻R的阻值是6Ω
C.滑动变阻器的阻值范围是0~12Ω
D.滑片处在a端时两表的示数对应图2中A点
【解答】
当滑片P位于a端时,电路为R的简单电路,电压表测电源电压,电流表测电路中的电流,此时电路中的电流最大,
由图象可知,电路中的最大电流为1.5A,此时电压表的示数为9V,即电源电压为9V,此时两表的示数对应图2中上面那个点,故A正确,D错误;
由欧姆定律可得定值电阻R的阻值:R===6Ω,故B正确;
当滑片P位于b端时,定值电阻R与滑动变阻器的最大阻值串联,此时电路中的电流最小,
由图象可知,电路中的最小电流I′=0.5A,此时电路中的总电阻:R总===18Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,滑动变阻器的最大阻值:R滑大=R总﹣R=18Ω﹣6Ω=12Ω,
则滑动变阻器的阻值范围是0~12Ω,故C正确。
故选:D。
14.某同学利用图甲所示电路探究欧姆定律,电源电压恒定。实验中,将滑动变阻器R2的滑片从最左端移动到最右端,电流表示数与两电压表示数的关系如图乙a、b所示。下列说法中正确的是( )
A.电源电压是5V
B.定值电阻阻值是10Ω
C.图线b是电流表A的示数随电压表V1的示数变化关系图象
D.当电压表V1、V2的示数相等时,滑片在滑动变阻器的中点位置
【解答】闭合开关,两电阻串联接入电路,电流表测通过电路的电流,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,C、将滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,所以电路总电阻变小,根据欧姆定律可知通过电路的电流变大,根据U=IR可知定值电阻两端的电压变大,串联电路总电压等于各部分电压之和,所以滑动变阻器两端的电压变小,据此可知图线a是通过电路的电流随电压表V1的示数变化关系图象,图线b是通过电路的电流与电压表V2的示数变化关系图象,故C错误;
ABD、当电压表V1、V2的示数相等时,由乙图可知此时通过电路的电流为0.3A,此时两电压表示数均为3V,串联电路总电压等于各部分电压之和,则电源电压:U=U1+U2=3V+3V=6V,
定值电阻的阻值:R2===10Ω,
根据欧姆定律可知此时滑动变阻器接入电路的电阻等于定值电阻的阻值,都为10Ω,
由图乙可知通过电路的电流最小为0.1A,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可得此时滑动变阻器接入电路的电阻最大,
根据欧姆定律可得此时定值电阻两端的电压:U2'=I′R2=0.1A×10Ω=1V,
此时滑动变阻器两端的电压:U1=U﹣U2'=6V﹣1V=5V,
则滑动变阻器的最大阻值:R1===50Ω,据此可判断当电压表V1、V2的示数相等时,滑片不在滑动变阻器的中点位置,故B正确,AD错误。
故选:B。
15.如图所示的四个电路中,电源电压保持不变,R0为已知阻值的定值电阻。不能测出未知电阻Rx阻值的电路是( )
A.B. C.D.
【解答】
A.由电路图可知,开关S断开时,电路为R0的简单电路,电流表测通过R0的电流I0,则电源电压
U=I0R0;开关S闭合时,R0与Rx并联,电流表测干路电流I,此时通过Rx的电流Ix=I﹣I0,由并联电路中各支路两端的电压相等可得未知电阻Rx阻值Rx=,故A可行;
B.由电路图可知,开关S闭合时,电路为R0的简单电路,电压表测电源两端的电压U;当开关S断开时,R0与Rx串联,电压表仍测电源两端的电压U,无法测出Rx两端的电压,从而无法测出Rx的阻值,故B不可行;
C.由电路图可知,开关S闭合时,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流I1,则电源电压
U=I1R0;当开关S断开时,R0与Rx串联,电流表测电路中的电流I2,则电路中的总电阻R==,由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可得Rx=R﹣R0=﹣R0,故C可行;
D.由电路图可知,开关S闭合时,电路为Rx的简单电路,电压表测电源两端的电压U;当开关S断开时,R0与Rx串联,电压表测Rx两端的电压Ux,由串联电路中总电压等于各分电压之和可得,R0两端的电压U0=U﹣Ux,由串联电路中各处的电流相等可得,电路中的电流I==,则Rx=R0=R0,故D可行。故选:B。
二、填空题:(每空2分,共30分)
16.在如图所示电路中,开关均处于断开状态:
(1)若使L1、L2串联,则应只闭合开关 S2 ;
(2)若使L1、L2并联,则应闭合开关S1和 S3 。
【解答】
(1)根据电路图可知,当闭合开关S2,同时断开S1、S3,灯L1、L2首尾相连组成串联电路;
(2)当闭合开关S1、S3,断开S2,L1、L2并列连接,组成并联电路。
故答案为:(1)S2;(2)S3。
17.如图所示,AB间的弹簧中间有可收缩的导线将滑动变阻器接入电路,R1为定值电阻。当闭合开关S,A板上受到的压力F增大时。
(1)电流表示数将 减少 ,电压表示数将 增大 (减少、增大、不变)。
(2)此装置可做为压力计使用,为使压力增大时,压力计的示数随指针向右摆动而增大,应把 电压表 (填“电流表”或“电压表”)改装为压力计。
【解答】由电路图可知,R1、R2串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;
(1)当闭合开关S,A板上受到的压力F增大时,滑片下移,R2接入电路的电阻变大,电路中的总电阻变大,由I=可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小;
由U=IR可知,定值电阻R1两端的电压变小,因串联电路总电压等于各部分电压之和,
所以,滑动变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大;
(2)电压表的示数随压力变大而变大所以可改装为压力计。
故答案为:(1)减少;增大;(2)电压表。
18.在学校科技小组制作活动中,小科同学设计了一个模拟调光灯电路(如图甲所示)。电源电压为4V,小灯泡正常工作时的电压为2.5V,图乙是该小灯泡的I﹣U图像。铅笔芯的材质粗细均匀,其长为10cm、阻值为20Ω,回形针A固定在铅笔芯右端,回形针P可以在铅笔芯上自由滑动。
(1)根据乙图,小灯泡灯丝的阻值随温度的升高而 增大 。(选填“增大”或“减小”)
(2)当P滑到距A点Xcm处时,电路中的小灯泡恰好正常发光,则X= 2.5 cm。
【解答】
(1)根据乙图可知:U1=1V时,I1=0.2A;U2=2V时,I2=0.28A;U3=2.5V时,I3=0.3A,
根据I=可得:三种情况下的电阻:=5Ω;=7.14Ω; =8.33Ω,所以灯丝的电阻随温度的升高而增大;
(2)P滑动距A点Xcm处时,电路中的小灯泡恰好正常发光,此时小灯泡两端的电压UL=2.5V,
电源电压U=4V,小灯泡和铅笔芯是串联的,所以铅笔芯两端的电压U'=U﹣UL=4V﹣2.5V=1.5V,
根据乙图可知,电路中的电流I=IL=0.3A,
所以铅笔芯连入的电阻R'===5Ω,
铅笔芯的电阻跟长度成正比,即:,
解得:X=2.5cm。
答:(1)小灯泡灯丝的阻值随温度的升高而增大;
(2)当P滑到距A点Xcm处时,电路中的小灯泡恰好正常发光,则X等于2.5cm。
19.如图虚线框内是光敏变阻器的结构图,AB为阻值均匀的薄膜电阻,EF为一条导电电极(相当于导线),在AB、EF之间是光导电层(无激光照射时为绝缘体;有激光照射时被照射处的光导电层导电,在该点处将薄膜电阻和导电电极接通),①、②、③为接线柱。
(1)光敏变阻器的结构中,起到滑动变阻器滑片作用结构是 光导电层 。
(2)请将光敏变阻器正确串联到如图的电路中,要求开关闭合后,当激光束水平左移时灯泡变暗。
【解答】
(1)由题意可知,光敏变阻器的结构中,起到滑动变阻器滑片作用结构是光导电层;
(2)光敏变阻器接入电路时应选择一上一下两个接线柱接入电路,开关闭合后,当激光束水平向左移动时灯泡变暗,由欧姆定律可知光束水平向左移动移动,光敏电阻接入电路的电阻变大,所以应选择②③接入电路,如图:
。
故答案为:(1)光导电层;(2)见解答。
20.一位同学设计了一个风力测定仪,如图所示,O是转动轴,OC是金属杆,下面连接着一块受风板。无风时OC是竖直的,风越强,OC杆偏转的角度越大。AB是一段圆弧形电阻,P点是金属杆与弧形电阻相接触的点,电路中接有一个小灯泡,测风力时,闭合开关S.通过分析可知:金属杆OC与弧形电阻AB组合在一起相当于一个 滑动变阻器 ,观察 灯泡亮度 可以粗略地反映风力的大小。若要提高该装置反映风力大小的性能,可采取的方法是 在电路中串联一只电流表 。
【解答】
(1)无风时OC是竖直的,连入电路的电阻是AB段,有风时,OC杆偏转一定的角度,连入电路的电阻变为BP段,连入电路的电阻随风的大小而改变,风力测定仪相当于滑动变阻器。
(2)风越强,OC杆偏转的角度越大,BP段越小,电阻变小,电源电压不变,电路中的电流变大,灯泡越亮,所以通过灯泡的亮度判断风力的大小。
(3)观察灯泡的亮度的微小变化,眼睛不能判断,所以电路中串联一个电流表能准确反映风力的大小,提高风力测定仪的性能。
故答案为:滑动变阻器;灯泡亮度;在电路中串联一个电流表。
21.如图所示是某电子秤的结构示意图,其中P是一个可以紧贴AB滑动的金属滑片,S为自动控制开关。闭合开关S,秤盘内不放物体时,电子秤刻度表示数为0;已知电源电压U=6V,R0=10Ω,AB是一根粗细均匀,长度为20cm,总阻值为10Ω的电阻丝。
(1)电子秤的刻度表是由 电流表 (选填“电流表”或“电压表”)改装的;
(2)秤盘上未放物体时,电路中的电流为 0.3 A;
(3)若将AB换成一根同样长度,粗细均匀,总阻值为20Ω电阻丝,秤的精确度会 提高 (选填“降低”或“提高”)。
【解答】
(1)由图可知,电子秤刻度表串联在电路中,应该是电流表;
(2)闭合开关S,秤盘内不放物体时,滑片P刚好处在A端,两电阻串联接入电路,
根据串联电路总电阻等于各部分电阻之和以及欧姆定律可得通过电路的电流为:
I====0.3A;
(3)当放上相同物体时,对弹簧的压力相同,弹簧长度变化量不变,滑片移动的距离相同,若将AB换成一根同样长度,粗细均匀总电阻更大的电阻丝,相同长度电阻丝的电阻变化更大,电流表示数变化更明显,电流表示数变化范围增大,精确度提高。
故答案为:(1)电流表;(2)0.3;(3)提高。
三、探究题:(每空2分,共20分)
22.电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果,研习小组对此展开研究。
(1)小东设计了可以手动调节加热的电热眼罩,原理如图甲。若要使电路中电流最小,开关的状态是 S1闭合、S2断开,S3与a连接 。
(2)小阳针对小东方案中温度不可连续调节的问题,换用金属滑片重新设计了电热眼罩,原理如图乙。电路设计要求:①电阻忽略不计的金属旋转滑片OP能起到开关通断的作用,不能出现短路; ②滑片OP顺时针旋转时电流表的示数增大(即升温)。请你评价图乙的电路设计是否满足上述要求,并说明理由 不满足,因为当滑片在关闭档时,此时电路中仍然有电流,电路无法断开 。
【解答】
(1)若要使电路中电流最小,由I=知电路的总电阻最大,需要将两电阻串联,由图知需要S1闭合、S2断开,S3与a连接;
(2)由图乙知当滑片在关闭档时,此时电路中仍然有电流,电路无法断开,所以不满足上述要求。
故答案为:(1)S1闭合、S2断开,S3与a连接;(2)不满足,因为当滑片在关闭档时,此时电路中仍然有电流,电路无法断开。
23.项目化小组同学准备设计一个自动雨刮器控制系统,能使汽车挡风玻璃上的雨刮器随着单位时间降雨量的变化而自动改变摆动的速度。雨停后,雨刮器自动停止工作,如图甲所示。
(1)工作原理如图乙:M表示电动机,将雨水检测网接入电路。他们通过观察 电流表示数 的变化来判断电动机转速的变化,从而反映出雨刮器刮水速度的变化。
(2)设计系统:设计小组的同学准备用平行金属电阻丝来设计控制系统,如图丙。将检测网浸入雨水中进行实验,在不同深度处记录数据如下:
检测浸入雨水中部分 未浸入 浸入 浸入 全部浸入
电流表的示数/安 0 0.16 0.20 0.32
根据表中的现象和数据,解释雨刮器自动加速的原理是 a、b间接入电路的电阻横截面积变大,
总电阻变小 。
(3)优化设计。活动小组设计的电路在无雨水时,电动机不转动,这样无法实现无雨时车窗的清洗,若要解决此问题,可对图丁电路进行修改优化,请你在电路上画上你的修改。
【解答】
(1)电流表和电动机串联接入电路,由题意可知通过观察电路中的电流表示数(电流)的变化来判断电动机转速的变化,电流越大,转速越快;
(2)根据欧姆定律可知,在电压一定时,电流表的示数增大时,电路中电阻减小,这说明a、b间接入电路的电阻在变小;影响导体电阻大小的因素有导体的材料、长度、横截面积,另外还与温度有关;根据题意可知:a、b间接入电路的电阻变化是由导体的横截面积变化引起的。
(3)在检测网处并联一个开关,可以实现在无雨水时电动机可以工作,如图所示:
答案:(1)电流表示数;(2)a、b间接入电路的电阻横截面积变大,总电阻变小;(3)如上图所示。
24.小江和小浙一起探究金属导体电阻与长度的关系,连接电路如图甲,电源含有X节干电池,滑动变阻器(15Ω,1A),一根长1m电阻约为10Ω的金属丝,右端固定,左端用鳄鱼夹接触可来回滑动;但实验具体方案不同,小江逐渐减少金属丝接入电路的长度,同时保持电压表示数不变,根据记录的数据绘制丙图中线A,而小浙逐渐减少金属丝接入电路的长度,同时保持电流表示数不变,根据记录的数据绘制丙图中线B;据监测:实验环境过程中,金属丝在单位长度内1秒钟散失热量值保持不变。请回答:
(1)小江闭合开关后发现电流表无示数,电压表有示数,电路故障可能是 金属丝断路或鳄鱼夹与金属丝接触不良 。
(2)经检查排除故障,闭合开关电流表示数如图乙,则判断电源至少 2 节干电池。
(3)小浙认为自己的方案比小江的更符合实验要求,请问理由是 金属丝长度减小时,因为小江保持电压不变,使电流变大,根据Q=I2Rt,在单位长度内1秒内产生的热量变大,由于温度升高,单位长度内电阻变大,而因为小浙保持电流不变,Q=I2Rt,在单位长度内1秒内产生的热量不变,单位长度内电阻基本不变,将温度变量保持一致,所以小浙实验方案更符合控制变量法 。
【解答】
(1)闭合开关后发现电流表无示数,电路是断路,电压表有示数,电压表到电源正负极相通,电路故
障可能是金属丝断路或鳄鱼夹与金属丝接触不良;
(2)闭合开关时滑动变阻器最大,电路中的电阻至少为15Ω,电流表是示数为0.12A,则电源电压至少为U=IR=0.12A×15Ω=1.8V,大于1节电池的电压,至少2节干电池;
(3)金属丝长度减小时,因为小江保持电压不变,使电流变大,根据Q=I2Rt,在单位长度内1秒内产生的热量变大,由于温度升高,单位长度内电阻变大,而因为小浙保持电流不变,Q=I2Rt,在单位长度内1秒内产生的热量不变,单位长度内电阻基本不变,将温度变量保持一致,所以小浙实验方案更符合控制变量法。
答案:
(1)金属丝断路或鳄鱼夹与金属丝接触不良;(2)2;
(3)金属丝长度减小时,因为小江保持电压不变,使电流变大,根据Q=I2Rt,在单位长度内1秒内产生的热量变大,由于温度升高,单位长度内电阻变大,而因为小浙保持电流不变,Q=I2Rt,在单位长度内1秒内产生的热量不变,单位长度内电阻基本不变,将温度变量保持一致,所以小浙实验方案更符合控制变量法。
25.在“探究一定电压下,电流与电阻的关系”的实验中,老师提供的实验器材有:电源(电压恒为4.5Ⅴ),电流表、电压表各一个,开关一个,四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),两只滑动变阻器(规格分别为“20Ω 2A”、“50Ω 1A”),导线若干。
(1)请根据图甲的电路图用笔画线将图乙实物图连接完整。
(2)小李实验时,在a、b间先接入5Ω的电阻,闭合开关,移动滑片P,使电压表的示数为1.5Ⅴ,并记下相应的电流值;再改接10Ω的电阻,此时滑片P应向 D (选填“C”或“D”)端移动,小李移动变阻器滑片P的目的是: 保持定值电阻两端电压为1.5V不变 。
(3)小李为完成用四个定值电阻进行实验,他应选择的滑动变阻器规格是 “50Ω 1A” 。
【解答】
(1)电流表与电阻串联,根据实际,电路中的电流未超过0.6A,可用0~0.6A的量程;如图所示:
(2)将5Ω的电阻换成了10Ω的电阻时,串联电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中电流变小,滑动变阻器分得的电压变小,电阻分得的电压变大;要探究电流和电阻之间关系,必须保持电阻两端的电压不变,即与电阻并联的电压表示数不变,所以应调节滑片向D移动,增大滑动变阻器接入电路的电阻,使电压表的示数达到1.5V时,读取电流表示数。因此小李移动变阻器滑片P的目的保持定值电阻两端电压为1.5V不变。
(3)当20Ω的电阻接入a、b间时,电压表的示数为1.5V,滑动变阻器两端的电压为3V,根据串联分压特点可知,滑动变阻器接入电路中的阻值是40Ω,因此需要选择“50Ω 1A”的滑动变阻器。
故答案为:(1)见上图;(2)D;保持定值电阻两端电压为1.5V不变;(3)“50Ω 1A”。
四、综合题:(共20分)
26.静电贴是近几年慢慢流行起来的产品,最普遍的就是智能手机的屏幕保护贴膜,还有一种是汽车前挡玻璃年检标志“静电贴”。那么静电贴靠静电吸附是真的吗?为此小明和小刚开展如下实验:
【实验步骤】
①把“静电贴”与验电器的金属球接触,观察箔片情况;
②小明取“静电贴”和普通塑料膜各一片,张贴在两片相同的玻璃片上,观察比较;
③小刚取两片相同的“静电贴”甲、乙,张贴在两片相同的玻璃片上,并把其中一块玻璃转移到玻璃钟罩内,并进行抽气,同时观察比较两块“静电贴”。
【实验分析】
(1)步骤①观察到箔片张开,说明 静电贴带有电荷 。
(2)小明实验时,需要观察比较 静电贴和塑料膜粘贴在玻璃片上的时间 。
(3)你认为小明和小刚的实验方案哪个更合理?并说明理由 小刚的更合理,因为小刚的实验排除了空气(大气压)对静电贴的影响 。
(4)如“静电贴”确实仅靠静电吸附,那么应得到的实验证据是 如果静电贴确实仅靠静电吸附,那么应得到的实验证据是在真空环境中,静电贴页可以静电吸附 。
【解答】
(1)由甲图可知,验电器箔片张开,说明静电贴带有电荷;
(2)通过比较静电贴和塑料膜粘贴在玻璃片上的时间,可以得到是否靠静电吸附;
(3)小刚的更合理,因为小刚的实验排除了空气(大气压)对静电贴的影响;
(4)如果静电贴确实仅靠静电吸附,那么应得到的实验证据是在真空环境中,静电贴也可以静电吸附。
27.在体检时,我们往往要测量身高和体重。
(1)小榕同学学习了电学后,设计了体重计的原理图,如图所示。则体重增加时,电流表的示数怎么变化? 变大 。
(2)小园同学想设计一个测量身高的仪器,请你一起参与。提供的器材有电源开关、导线、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器R(滑片在滑动变阻器R上滑动的距离为50cm)。
要求:
①测量身高范围是1.4米~1.9米;
②电表随身高的增大而增大且刻度是均匀的。
③将身高值表示在电表的表盘中。请写出设计步骤并搭配设计图。
【解答】
(1)图中滑动变阻器R与定值电阻R0串联,电流表测电路中的电压,当人的体重越大时,滑片向下移动,滑动变阻器连入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;
(2)根据电表随身高的增大而增大且刻度是均匀的可知,滑动变阻器的滑片P移动时,电路中的电流保持不变,电路设计如下:
定值电阻R1与滑动变阻器R2串联接入电路,电压表测量滑动变阻器PB段两端的电压,
当滑片P移动时,滑动变阻器R2接入电路的阻值保持不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流保持不变,即电路中的电流I=,滑动变阻器PB段两端的电压UPB=IRPB=×RPB,
当导体的材料、粗线相同时,导体的电阻跟导体的长度成正比,所以滑动变阻器PB段两端的电压跟PB段电阻线的长度成正比,故电压表随身高的增大而增大且刻度是均匀的;
当被测人的身高小于等于1.4m时,滑片P位于R2的最下端,此时电压表的示数为0,当被测人的身高等于1.9m时,滑片P位于R2的最上端,此时电压表示数最大,最大为Umax=IR2=×R2,即在电压表的零刻度线处标1.4m,在电压表的刻度线处标1.9m,在0~之间均匀标上1.4~1.9m之间的其他身高数值。
故答案为:(1)变大;(2)电路设计图如图所示:,在电压表的零刻度线处标1.4m,在电压表的刻度线处标1.9m,在0~之间均匀标上1.4~1.9m之间的其他身高数值。
28.某校开展自制电子拉力计设计项目化学习评比活动,其中部分评价量表如表所示:
评价指标 A档(5分) B档(3分) C档(1分)
指标一 (电表示数与待测拉力的相关性) 电表示数与待测拉力成正比 电表示数随待测拉力的增大而增大 电表示数不能随拉力的变化而变化
指标二 (电子拉力计的准确性) 误差不超5% 误差不超10% 误差超过10%
图甲为小科的电子拉力计方案设计,硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(P与R1间的摩擦不计),拉环没施加外力时,滑片P指向a处。测量时,对拉环施加一定外力,滑片P向右移动x,弹簧弹力增加F,待滑片P稳定后闭合开关S,就能从已标注相应拉力值的电压表刻度盘上读出待测拉力大小。电源电压U恒为5V,定值电阻R0的阻值为10Ω,电压表量程为0﹣3V,粗细均匀的电阻丝R1总长为20cm,其阻值随长度变化如表所示。F与x的关系如图乙所示。
电阻丝R1阻值与长度变化关系
电阻丝的长度(cm) 0 5 10 15 20
电阻丝的阻值(Ω) 0 10 20 30 40
(1)当拉环不受拉力时,滑片P处于a端,闭合开关后电压表的读数为 0 V。
(2)求该电子拉力计可测拉力的最大值(写出计算过程)。
(3)结合评价量表,判断小科的方案设计在指标一能得多少分,并写出得分的依据。
【解答】
(1)甲根据电路图知,定值电阻与电阻丝的全部串联接入电路,电压表测量滑片以左部分的电压;当拉环不受拉力时,滑片P处于a端,电压表被短路,示数为0;
(2)根据表格数据知,电阻丝AB总长为20厘米,对应的电阻是40Ω,
电路中的总电阻为R总=R1+RAB=10Ω+40Ω=50Ω;
电路中的电流I===0.1A,且保持不变;
当电压表示数为最大值时,UAP=3V;RAP===30Ω,
对照表格数据知,此时AP的长度为15cm,
根据乙图知,此时的弹力是300N;该电子拉力计可测拉力的最大值300N;
(3)因为电路中的电流不变,电压与电阻成正比,而电阻与长度成正比,弹力与长度成正比,故拉力与电压成正比,符合A挡的要求,得5分。
答:(1)0;(2)该电子拉力计可测拉力的最大值300N;
(3)5分,电路中电流不变,电压与拉力成正比。/ 让教学更有效 精品试卷 | 科学
八上第4章 拓展性学习评价
(作业时间:60分钟,满分100分)
一、选择题:(每小题2分,共30分)
1.A、B是两个轻质泡沫小球,C是用毛皮摩擦过的橡胶棒,三者相互作用情景如图。则( )
A.A球一定带正电 B.B球一定带正电
C.B球可能不带电 D.A球可能不带电
2.如图所示的电路中,AB为粗细均匀的长为L的电阻导体,以AB上各点对A点的电压U为纵坐标,各点离A点的距离x为横坐标,则U随x变化的图线应为( )
A.B. C.D.
3.如图,甲为某调光台灯,乙为该调光台灯用到的电位器的结构图,A、B、C为电位器的三个接线柱,转动滑片可调节灯泡亮度。下列分析正确的是( )
A.电位器应该与调光台灯的灯泡并联
B.若只将A、C接入电路,顺时针旋转滑片,灯泡变暗
C.若只将A、B接入电路,顺时针旋转滑片,灯泡变亮
D.将B、C接入电路,若只将电阻丝做得更细些,以相同速
度顺时针旋转滑片,灯泡亮度变化更明显
4.如图所示电路,开关闭合时两个小灯泡正常发光,两个电压表指针均指在如图所示位置,L1、电源的电压分别为( )
A.1.4V;7.4V B.1.4V;7V C.1.4V;1.4V D.5.6V;7V
5.如图所示电路,甲、乙是电学仪表,闭合开关S后,灯泡L1、L2均正常发光,则( )
A.甲是电流表,乙是电压表
B.甲是电压表,乙是电流表
C.甲、乙都是电流表
D.甲、乙都是电压表
6.在如图甲所示的电路中,当闭合开关后,两个电流表指针偏转均为图乙所示,则电阻R1和R2中的电流分别为( )
A.1.2A,0.22A B.0.98A,0.22A C.0.24A,1.2A D.0.96A,0.24A
7.研究并联电路中电流的关系时,所设计的电路如图所示,其中灯L1的电阻大于灯L2的电阻,下列说法正确的是( )
A.连接电路时,应闭合S,断开S1、S2
B.先闭合S、S1,再闭合S2时,观察到灯L1变暗
C.先闭合S、S2,再闭合S1时,电流表A2的示数不变
D.当S、S1、S2全部闭合时,电流表的示数大小为 A3>A1>A2
8.如图,电路中电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片从b端向中点移动的过程中(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。下列说法正确的是( )
A.电压表示数变大,电流表示数变大
B.电压表示数不变,电流表示数变大
C.灯泡的亮度变亮,电流表的示数变大
D.灯泡的亮度不变,电流表的示数不变
9.测部分电路电流时,电流表示数如图所示,若导线ab的电流为0.6A,则下列说法正确的是( )
A.电流表的示数可能为2.3A
B.导线cd的电流可能是1.06A
C.此电流表跟被测电路并联
D.导线cd的电流方向一定是d→c
10.如图甲所示是烟雾报警装置的电路图。R0为定值电阻,R为光敏电阻,它的阻值随光照强度变化情况如图乙所示(lx为光照强度单位),当电流表示数减小至某一数值时装置报警。开关S闭合后,下列说法正确的是( )
A.当环境无烟雾时,电压表示数最大
B.当环境烟雾变化时,电压表与电流表示数之比始终不变
C.当环境的烟雾增多时,电路消耗的电功率变大
D.增大R0的阻值可使装置在更低浓度烟雾下报警
11.甲、乙两电阻的电流与电压的关系如图所示,将甲、乙串联后接在电压为3V的电源两端,则流过电阻甲的电流为( )
A.0.6A B.0.4A
C.0.2A D.0.1A
12.如图甲为坐位体前屈测量示意图,测试时需要从刻度尺上读数。小明利用电压表等实验器材对该测量仪进行改进,改进后电压表示数与长度变化关系如图乙所示。则他设计的电路是( )
A.B. C.D.
13.如图1所示连接电路,电源电压保持不变。闭合开关,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图2所示,下列说法不正确的是( )
A.电源电压是9V
B.定值电阻R的阻值是6Ω
C.滑动变阻器的阻值范围是0~12Ω
D.滑片处在a端时两表的示数对应图2中A点
14.某同学利用图甲所示电路探究欧姆定律,电源电压恒定。实验中,将滑动变阻器R2的滑片从最左端移动到最右端,电流表示数与两电压表示数的关系如图乙a、b所示。下列说法中正确的是( )
A.电源电压是5V
B.定值电阻阻值是10Ω
C.图线b是电流表A的示数随电压表V1的示数变化关系图象
D.当电压表V1、V2的示数相等时,滑片在滑动变阻器的中点位置
15.如图所示的四个电路中,电源电压保持不变,R0为已知阻值的定值电阻。不能测出未知电阻Rx阻值的电路是( )
A.B. C.D.
二、填空题:(每空2分,共30分)
16.在如图所示电路中,开关均处于断开状态:
(1)若使L1、L2串联,则应只闭合开关 ;
(2)若使L1、L2并联,则应闭合开关S1和 。
17.如图所示,AB间的弹簧中间有可收缩的导线将滑动变阻器接入电路,R1为定值电阻。当闭合开关S,A板上受到的压力F增大时。
(1)电流表示数将 ,电压表示数将 (减少、增大、不变)。
(2)此装置可做为压力计使用,为使压力增大时,压力计的示数随指针向右摆动而增大,应把 (填“电流表”或“电压表”)改装为压力计。
18.在学校科技小组制作活动中,小科同学设计了一个模拟调光灯电路(如图甲所示)。电源电压为4V,小灯泡正常工作时的电压为2.5V,图乙是该小灯泡的I﹣U图像。铅笔芯的材质粗细均匀,其长为10cm、阻值为20Ω,回形针A固定在铅笔芯右端,回形针P可以在铅笔芯上自由滑动。
(1)根据乙图,小灯泡灯丝的阻值随温度的升高而 。(选填“增大”或“减小”)
(2)当P滑到距A点Xcm处时,电路中的小灯泡恰好正常发光,则X= cm。
19.如图虚线框内是光敏变阻器的结构图,AB为阻值均匀的薄膜电阻,EF为一条导电电极(相当于导线),在AB、EF之间是光导电层(无激光照射时为绝缘体;有激光照射时被照射处的光导电层导电,在该点处将薄膜电阻和导电电极接通),①、②、③为接线柱。
(1)光敏变阻器的结构中,起到滑动变阻器滑片作用结构是 。
(2)请将光敏变阻器正确串联到如图的电路中,要求开关闭合后,当激光束水平左移时灯泡变暗。
21.如图所示是某电子秤的结构示意图,其中P是一个可以紧贴AB滑动的金属滑片,S为自动控制开关。闭合开关S,秤盘内不放物体时,电子秤刻度表示数为0;已知电源电压U=6V,R0=10Ω,AB是一根粗细均匀,长度为20cm,总阻值为10Ω的电阻丝。
(1)电子秤的刻度表是由 (选填“电流表”或“电压表”)改装的;
(2)秤盘上未放物体时,电路中的电流为 A;
(3)若将AB换成一根同样长度,粗细均匀,总阻值为20Ω电阻丝,秤的精确度会 (选填“降低”或“提高”)。
三、探究题:(每空2分,共20分)
22.电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果,研习小组对此展开研究。
(1)小东设计了可以手动调节加热的电热眼罩,原理如图甲。若要使电路中电流最小,开关的状态是
。
(2)小阳针对小东方案中温度不可连续调节的问题,换用金属滑片重新设计了电热眼罩,原理如图乙。电路设计要求:①电阻忽略不计的金属旋转滑片OP能起到开关通断的作用,不能出现短路; ②滑片OP顺时针旋转时电流表的示数增大(即升温)。请你评价图乙的电路设计是否满足上述要求,并说明理由 。
23.项目化小组同学准备设计一个自动雨刮器控制系统,能使汽车挡风玻璃上的雨刮器随着单位时间降雨量的变化而自动改变摆动的速度。雨停后,雨刮器自动停止工作,如图甲所示。
(1)工作原理如图乙:M表示电动机,将雨水检测网接入电路。他们通过观察 的变化来判断电动机转速的变化,从而反映出雨刮器刮水速度的变化。
(2)设计系统:设计小组的同学准备用平行金属电阻丝来设计控制系统,如图丙。将检测网浸入雨水中进行实验,在不同深度处记录数据如下:
检测浸入雨水中部分 未浸入 浸入 浸入 全部浸入
电流表的示数/安 0 0.16 0.20 0.32
根据表中的现象和数据,解释雨刮器自动加速的原理是 。
(3)优化设计。活动小组设计的电路在无雨水时,电动机不转动,这样无法实现无雨时车窗的清洗,若要解决此问题,可对图丁电路进行修改优化,请你在电路上画上你的修改。
24.小江和小浙一起探究金属导体电阻与长度的关系,连接电路如图甲,电源含有X节干电池,滑动变阻器(15Ω,1A),一根长1m电阻约为10Ω的金属丝,右端固定,左端用鳄鱼夹接触可来回滑动;但实验具体方案不同,小江逐渐减少金属丝接入电路的长度,同时保持电压表示数不变,根据记录的数据绘制丙图中线A,而小浙逐渐减少金属丝接入电路的长度,同时保持电流表示数不变,根据记录的数据绘制丙图中线B;据监测:实验环境过程中,金属丝在单位长度内1秒钟散失热量值保持不变。请回答:
(1)小江闭合开关后发现电流表无示数,电压表有示数,电路故障可能是 。
(2)经检查排除故障,闭合开关电流表示数如图乙,则判断电源至少 节干电池。
(3)小浙认为自己的方案比小江的更符合实验要求,请问理由是
。
25.在“探究一定电压下,电流与电阻的关系”的实验中,老师提供的实验器材有:电源(电压恒为4.5Ⅴ),电流表、电压表各一个,开关一个,四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),两只滑动变阻器(规格分别为“20Ω 2A”、“50Ω 1A”),导线若干。
(1)请根据图甲的电路图用笔画线将图乙实物图连接完整。
(2)小李实验时,在a、b间先接入5Ω的电阻,闭合开关,移动滑片P,使电压表的示数为1.5Ⅴ,并记下相应的电流值;再改接10Ω的电阻,此时滑片P应向 (选填“C”或“D”)端移动,小李移动变阻器滑片P的目的是: 。
(3)小李为完成用四个定值电阻进行实验,他应选择的滑动变阻器规格是 。
四、综合题:(共20分)
26.静电贴是近几年慢慢流行起来的产品,最普遍的就是智能手机的屏幕保护贴膜,还有一种是汽车前挡玻璃年检标志“静电贴”。那么静电贴靠静电吸附是真的吗?为此小明和小刚开展如下实验:
【实验步骤】
①把“静电贴”与验电器的金属球接触,观察箔片情况;
②小明取“静电贴”和普通塑料膜各一片,张贴在两片相同的玻璃片上,观察比较;
③小刚取两片相同的“静电贴”甲、乙,张贴在两片相同的玻璃片上,并把其中一块玻璃转移到玻璃钟罩内,并进行抽气,同时观察比较两块“静电贴”。
【实验分析】
(1)步骤①观察到箔片张开,说明 。
(2)小明实验时,需要观察比较 。
(3)你认为小明和小刚的实验方案哪个更合理?并说明理由 。
(4)如“静电贴”确实仅靠静电吸附,那么应得到的实验证据是
。
27.在体检时,我们往往要测量身高和体重。
(1)小榕同学学习了电学后,设计了体重计的原理图,如图所示。则体重增加时,电流表的示数怎么变化? 。
(2)小园同学想设计一个测量身高的仪器,请你一起参与。提供的器材有电源开关、导线、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器R(滑片在滑动变阻器R上滑动的距离为50cm)。
要求:
①测量身高范围是1.4米~1.9米;
②电表随身高的增大而增大且刻度是均匀的。
③将身高值表示在电表的表盘中。请写出设计步骤并搭配设计图。
28.某校开展自制电子拉力计设计项目化学习评比活动,其中部分评价量表如表所示:
评价指标 A档(5分) B档(3分) C档(1分)
指标一 (电表示数与待测拉力的相关性) 电表示数与待测拉力成正比 电表示数随待测拉力的增大而增大 电表示数不能随拉力的变化而变化
指标二 (电子拉力计的准确性) 误差不超5% 误差不超10% 误差超过10%
图甲为小科的电子拉力计方案设计,硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(P与R1间的摩擦不计),拉环没施加外力时,滑片P指向a处。测量时,对拉环施加一定外力,滑片P向右移动x,弹簧弹力增加F,待滑片P稳定后闭合开关S,就能从已标注相应拉力值的电压表刻度盘上读出待测拉力大小。电源电压U恒为5V,定值电阻R0的阻值为10Ω,电压表量程为0﹣3V,粗细均匀的电阻丝R1总长为20cm,其阻值随长度变化如表所示。F与x的关系如图乙所示。
电阻丝R1阻值与长度变化关系
电阻丝的长度(cm) 0 5 10 15 20
电阻丝的阻值(Ω) 0 10 20 30 40
(1)当拉环不受拉力时,滑片P处于a端,闭合开关后电压表的读数为 0 V。
(2)求该电子拉力计可测拉力的最大值(写出计算过程)。
(3)结合评价量表,判断小科的方案设计在指标一能得多少分,并写出得分的依据。
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