内容正文:
章末提升创新应用(九)
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一轮· 物理
新教材新情境 培养迁移能力
新思维新突破 强化思维过程
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新教材人教版必修第三册第十二章第2节练习与应用第6题
如图是汽车蓄电池供电简化电路图。当汽车启动
时,启动开关S闭合,电动机工作,车灯会变暗;
当汽车启动之后,启动开关S断开,电动机停止工
作,车灯恢复正常亮度。请分析以上现象发生的原因。
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答案:汽车启动时,启动开关S闭合,电动机工作,干路电流增大,内电压增大,路端电压减小,车灯亮度变暗;启动开关S断开,电动机停止工作,车灯恢复正常亮度。
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高考链接 (多选)(2020·江苏卷)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时,开关S闭合,电机工作,车灯突然变暗,此时( )
A.车灯的电流变小
B.路端电压变小
C.电路的总电流变小
D.电源的总功率变大
ABD
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解析:汽车启动时,车灯变暗,I灯减小,U灯减小,路端电压变小,则电路的总电流变大,故A、B正确,C错误;由P=IE知,电源的总功率变大,故D正确。
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典例 (2020·全国Ⅲ卷)已知一热敏电阻当温度从10 ℃升至60 ℃时阻值从几千欧姆降至几百欧姆,某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材:电源E、开关S、滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)、电压表(可视为理想电表)和毫安表(内阻约为100 Ω)。
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(1)在所给的器材符号之间画出连线,组成测量电路图。
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(2)实验时,将热敏电阻置于温度控制室中,记录不同温度下电压表和毫安表的示数,计算出相应的热敏电阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5 V和3.0 mA,则此时热敏电阻的阻值为________kΩ(保留2位有效数字)。实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图(a)所示。
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(3)将热敏电阻从温控室取出置于室温下,测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.2 kΩ。由图(a)求得,此时室温为________℃(保留3位有效数字)。
(4)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器,其
电路的一部分如图(b)所示。图中,E为直流电源(电
动势为10 V,内阻可忽略);当图中的输出电压达到
或超过6.0 V时,便触发报警器(图中未画出)报警。若
要求开始报警时环境温度为50 ℃,则图中______(选填“R1”或“R2”)应使用热敏电阻,另一固定电阻的阻值应为_______kΩ(保留2位有效数字)。
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思维过程科学化、可视化、规范化
审情境⇒物理建模 模型1 测量阻值随温度的变化⇒分析得到:滑动变阻器的分压接法
模型2 电压表可视为理想电表⇒分析得到:电流表外接
模型3 输出电压达到6.0 V时触发报警器⇒分析得到:串联分压
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审设问⇒问题逻辑 设问1 阻值随温度变化,电压表可视为理想电表⇒分压,外接
设问2 已知电压和电流⇒可求电阻
设问3 由图像查找电阻数据⇒可得温度
设问4 串联分压与电阻成正比⇒R1的电阻降到临界值⇒输出电压增大到临界值
选规律⇒过程再现 过程1 测量对象及测量工具⇒确定测量方案
过程2 已知电压和电流⇒欧姆定律
过程3 设定报警温度⇒串联电路电压的特点
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写答案⇒规范生成
解析:(1)滑动变阻器应采用分压式接法,电压表可视为理想表,所以采用电流表外接法。连线如图。
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由图(a)可知,温度为50 ℃时,R1=0.8 kΩ,由欧姆定律可得
E=I(R1+R2),U=IR2
代入数据解得
R2=1.2 kΩ。
答案:(1)图见解析 (2)1.8 (3)25.5 (4)R1 1.2
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(2022·浙江卷)(1