实验桌上有如下器材:符合实验要求的电源一个、电流表和电压表各一只、开关一个、各种阻值已知的定值电阻和导线若干。要求从实验桌上选择适当器材,设计一个实验证明:“电阻消耗的电功率与该电阻的阻值成正比”。根据实验要求回答下列问题:
(1)在这个实验中,控制变量是__________________。
(2)画出实验电路图。
(3)写出第一次实验完整的步骤并设计出实验表格。
阅读以下材料,回答问题:
我国古代对电的认识,是从雷电及摩擦起电现象开始的。早在3000多年以前的殷商时期,甲骨文中就有了“雷”、“电”的形声字。西周初期,在青铜器上就已经出现加雨字偏旁的“电”字。《淮南子·坠形训》认为:“阴阳相搏为雷,激扬为电”,明代刘基说得更为明确:“雷者,天气郁激而发也。阳气困于阴,必迫,迫极而迸,迸而声为雷,光为电”。
我国古人还通过仔细观察,准确地记述了雷电对不同物质的作用。《南齐书》中有对雷击的详细记述:“雷震会稽山阴恒山保林寺,刹上四破,电火烧塔下佛面,而窗户不异也”。
在我国,摩擦起电现象的记述颇丰。西晋张华记述了梳子、丝绸摩擦起电引起的放电发声现象:“今人梳头,脱著衣时,有随梳、解结有光者,亦有咤声”。
(1)“雷者,天气郁激而发也。阳气困于阴,必迫,迫极而迸,迸而声为雷,光为电”,后来科学家经过研究发现光是_____________。
(2)“阴阳相搏为雷,激扬为电”中的“阴”指负电荷,“阳”指正电荷,云层带电是因为云层与空气摩擦使______________发生转移,这种现象叫摩擦起电。
(3)“电火烧塔下佛面”是因为佛面的金属膜属于______________,强大的放电电流通过佛面的金属膜,使金属膜___________;“而窗户不异也”是因为窗户为木制,木头属于绝缘体,所以仍保持原样。
高铁轨道是无砟(zhǎ)轨道(如图20甲)5个部分组成,从上往下依次是无缝钢轨、轨道板、填充层、底座板、滑动层。无砟轨道板代替了枕木;填充层的作用是缓冲力道,调平;底座板由钢筋混凝土现浇;滑动层是两层布夹一层膜,有了滑动层,就不怕上头的钢筋混凝土热胀冷缩。这五部分不仅解决了有砟轨道中枕木和碎石头的作用,而且轨道无缝,高速列车在无砟轨道上运行时如子弹头般穿梭而过,列车可以超过200公里时速运行(我国沪杭高铁达416公里时速)(如图20乙), 传统铁路的钢轨是固定在枕木上,之下为小碎石铺成的路砟(如图20丙)。高铁轨道如果采用填充碎石头,当列车高速运行时,列车底部和轨道之间气压将会__________,碎石头可能飞起来落到轨道上,是非常危险的。所以,高速轨道是不能填充碎石头的。高铁动车组在高速行驶时是利用车上电动机提供的动力,到站前又可以先停止供电,车速从200km/h减至90km/h,这段时间是利用车的_________前进,磁场中线圈随车轮一起转动,产生__________,在90km/h以下才进行机械刹车,这样既可以减少机械磨损又可以节约能源;在机械刹车过程中机械能转化为_________。
某种型号的电热饮水机如图21甲所示。图21乙是它的电路原理图,其中电热丝R1与R2的阻值不变。温控开关S可以根据热水箱中水的温度,自动控制饮水机处于加热状态或是保温状态。下表是这台电热饮水机的铭牌。
⑴饮水机在加热状态下,电路中的电流
⑵饮水机在加热状态下,工作15min所消耗的电能
⑶在保温状态下,电热丝R1消耗的电功率
水桶容量 | 20L |
热水箱容量 | 1L |
额定电压 | 220v |
加热功率 | 440W |
保温功率 | 44W |
如图22所示,渗水井的排水管的管口,恰好被一块底面积为0.2m2,高为0.3m的圆柱形石块盖严,渗水井中有1.5m深的水不能排放,小明站在地面上通过滑轮组将石块提出渗水井。当石块被提起,并在水中以v1速度匀速竖直上升时,小明对绳子的拉力为F1,小明拉绳的功率为p1,滑轮组的机械效率为75%;当水被全部排出,石块以v2速度匀速竖直上升时,小明对绳子的拉力为F2,小明拉绳的功率为p2。已知: v1∶ v2=4∶3,p1∶p2=8∶9,g取10N/kg,不计绳的质量和滑轮与轴的摩擦。求:
(1)石块未提起时,水对石块顶部的压力
(2)石块被提起,并在水中匀速上升时受到的浮力
(3)石块密度