题目内容
【题目】为反对浪费,响应光盘行动,小明为自助餐厅的餐桌设计了光盘仪.餐盘放在载盘台上,若盘内剩余食物的质量达到或超过规定值,人一旦离开餐桌,提示器就会发出提示音,其原理图如图所示.电源电压3V不变,提示器的电阻R0恒为50Ω,传感器R1的阻值随载盘台所载质量变化的关系如下表所示.开关S闭合后,问:
载盘台所载物体质量m/g | 100 | 110 | 120 | 130 | 140 | 150 | 160 |
传感器R1/Ω | 100 | 90 | 80 | 70 | 60 | 50 | 40 |
(1)根据表中数据,当载盘台所载质量是100 g时,R1的阻值是多少?电路中的电流是多少?
(2)在第(1)问的基础上,通电5s,电流通过R1产生的热量是多少?
(3)当电路中的电流达到0.03 A时,提示器会发出提示音,若空餐盘质量为100 g,此时盘内剩余食物的质量是多少?
【答案】
(1)解:由表可知,R1=100Ω,R=R1+R0=100Ω+50Ω=150Ω,电路中的电流I=U/R=3V/150Ω=0.02A;
(2)解:电流通过R1产生的热量:Q=I2Rt=(0.02A)2×100Ω×5s=0.2J;
(3)解:当电路中的电流达到0.03 A时,Rˊ=U/Iˊ=3V/0.03 A=100Ω,R1ˊ= Rˊ- R0=100Ω-50Ω=50Ω,查表可知.载盘台所载质量为150g,剩余食物的质量m余=150g-100g=50g.
【解析】(1)根据题目信息,求出R1的阻值和电路中的电流;
(2) 根据焦耳定律,求出通电5s,电流通过R1产生的热量;
(3)当电路中的电流达到0.03 A时,Rˊ=U/Iˊ=3V/0.03 A=100Ω,R1ˊ= Rˊ- R0=100Ω-50Ω=50Ω,根据题目信息,求出剩余食物的质量.
【题目】小夏同学在体育活动中,从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发,并产生了如下猜想. 猜想一:物体的重力势能与物体的质量有关
猜想二:物体的重力势能与物体的下落高度有关
猜想三:物体的重力势能与物体的运动路径有关
为此小夏设计了如图所示的实验:用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距离沙表面某高度处静止释放,其中D球从光滑弯曲管道上端静止滑入,最后从管道下端竖直落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计).
实验数据如下表:
实验序号 | 铅球代号 | 铅球质量/g | 下落高度/m | 陷入沙中的深度/m |
① | A | 200 | 0.5 | 0.1 |
② | B | 400 | 0.5 | 0.25 |
③ | C | 200 | 1 | 0.2 |
④ | D | 200 | 1 | 0.2 |
(1)本实验中,采用的研究问题的方法是 . (写出一种方法即可)
(2)本实验中,铅球的重力势能大小是通过来反映的.
(3)为验证猜想二,应比较(填实验序号),得到的结论是:当物质量相同时, .
(4)比较③④,得到的结论是 .
(5)经进一步实验和分析,小夏大胆给出重力势能(Ep)的表达式“Ep=mgh”,并去办公室询问了老师,得以证实,小夏高兴不已,回到教室后,根据学过的知识又算出了各小球落到沙表面的动能,其中B球的动能为J.(忽略空气阻力,g=10N/kg)