题目内容
【题目】如图甲所示,是一种自动测量油箱内油量的装置,油量表(由电流表改装而成)的指针能指示油箱内油的多少。当油箱加满油时,浮标通过杠杆使滑片恰好移至变阻器的最下端;当油箱油量减少到5L时,油量表会发出警告。油的体积V和变阻器接入电路的电阻R的关系如图乙所示,电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为100Ω。闭合开关S,求:
(1)当油箱加满油时电路中的电流;
(2)油箱内油量剩余一半时变阻器R两端的电压;
(3)油量表刚报警时R0的功率。
【答案】(1)0.06A;(2)5V;(3)3.6×10-3W
【解析】试题分析:(1)由题意可知,当油箱加满油时,滑片恰好移至变阻器的最下端,接入电路中的电阻为零,
则电路中的电流:I=U/R0=6V/100Ω=0.06A;
(2)由图乙可知R与V成反比,设为R=kV+b,把V=0、R=1000Ω和V=50、R=0代入可得:R=k×0V+b,0=k×50L+b,解得:k=-20Ω/V,b=1000Ω,即R=-20Ω/V×V+1000Ω,
当油箱内油量剩余一半(即V=25L)时R的阻值:R1 =-20Ω/V×25L+1000Ω=500Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流:I1=U/R0+R1=6V/100Ω+500Ω=0.01A,
变阻器R两端的电压:U1 =I1R1=0.01A×500Ω=5V;
(3)油量表刚报警时R的阻值:R2=-20Ω/V×5L+1000Ω=900Ω,
电路中的电流:I2=U/R0+R2=6V/100Ω+900Ω=0.006A,
R0的功率:P0 =I22R0=(0.006A)2×100Ω=3.6×10-3 W
【题目】为研究弹簧的性质,我们在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码(如图a),同时记录弹簧总长度L与钩码质量m,所得数据记录在表一中。已知弹簧原长L0=6.0cm,实验过程中,弹簧形变在弹性限度内,不计弹簧所受的重力。(g取10N/kg)
表一:
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
钩码质量m/g | 0 | 30 | 60 | 90 | 120 | 150 |
弹簧总长度L/cm | 6.0 | 7.2 | 8.4 | 9.6 | 10.8 | 12.0 |
(1)请根据表一中的数据,将表二填写完整。
表二:
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
弹力F/N | 0 | 0.3 | 0.9 | 1.5 | ||
弹簧伸长量Δx/cm | 0 | 1.2 | 3.6 | 6.0 |
(2)请在图b坐标系中描点作出弹力F跟弹簧伸长量Δx的关系图像。
(3)本实验的结论就是弹簧测力计的工作原理。只有规范使用弹簧测力计,才能准确测量力的大小。请写出一条正确使用弹簧测力计的操作要求: 。