题目内容
【题目】图甲是一电子拉力计原理图.硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(P与R间的摩擦不计).电压表量程为0~3V,a、b是一根长为L=6cm的均匀电阻丝,阻值R=30Ω(相当于一个滑动变阻器),电源电压U=6V,不施加拉力时滑片P位于a端.
(1)R0在电路中的作用是保护电路,要保证电压表能正常工作,计算R0的最小值;
(2)已知该弹簧伸长的长度L与所受拉力F间的关系如图乙所示,若R0=45Ω,当电压表的示数为1.6V时,计算作用在拉环上水平向右的拉力和此拉力器的量程.
【答案】(1)30Ω (2)400N;0~600N
【解析】
(1)电压表示数为3V时,电路电流为:
R0和R是串联关系,电压为:
U0=U-U1=6V-3V=3V,
此时电阻R0的阻值为:
(2)因电压表在电路中相当于断路,则由图知,R始终以最大阻值接入电路中与电阻R0串联,电压表测R滑片左侧电阻丝两端的电压,则电路中的电流:
与电压表并联部分电阻的阻值为:
此时弹簧的伸长量为:
,
由图乙所示图象可知,此时的拉力为400N;
电阻丝的长度为6cm,当滑片移到b端时拉力最大,即此时△L=6cm,由图乙所示图象可知,此拉力器的量程为:0~600N;
【题目】电子地磅在实际生活中用途越来越广,某常用的电子地磅的一种工作电路简化如图所示,显示质量大小的仪表V(实质是电压表)。
为了探究电子地磅的奥秘,小李在实验室找到了电源电压为6V的电源,一个定值电阻R0,一个压敏电阻,其说明书上写着电阻R的阻值与所受压力F变化的关系部分数据如下表所示。
压力F/N | 0 | 1 | 3 | 5 | 7 | 10 |
电阻R/Ω | 50 | 40 | 25 | 15 | 10 | 5 |
他按照如图(1)连接了地磅工作原理的电路。闭合开关后,他将厚度不计,重1N,底面积为50cm2,装有8cm深水的直柱形容器置于压敏电阻上,如图(2)甲所示,读出电压表此时示数为3V。他又用一根轻质细线系了一个小球,将球浸没在水中静止且不接触烧杯的底和侧壁,如图(2)乙,读出电压表示数为3.6V;他轻轻将球放下,如图(2)丙,读出电压表示数为4.5V。求:
(1)小球未放入时,水对容器底部的压力;
(2)电阻R0的阻值;
(3)小球的密度为多少?
【题目】在探究“电阻的大小与哪些因素有关”的实验中,采用如图甲所示的实验装置,a、b、c是镍铬合金制成的三根导线,a、b长度相同但粗细(横截面积)不同,a、c粗细相同而长短不同,导线d由锰铜合金制成,长短、粗细与导线b相同。
(1)实验中电流表的示数越大,对应的导线电阻越_____;
(2)将导线a接在M、N之间,闭合开关,电流表示数如图乙所示,此时电流为_____A;
(3)依次将导线b、c、d替换导线a接入电路,电流表对应的示数如下表所示:
导线代号 | a | b | c | d |
电流表的示数 | ﹣ | 1.3A | 2.2A | 2.7A |
①选导线a、b比较是为了探究导线电阻的大小与_____的关系;探究导线电阻的大小与材料的关系,应选用的两根导线是_____(填写导线代号);
②由此可知:导线电阻的大小与材料有关,用相同材料制成的导线长度越_____,横截面积越_____,电阻越大:
(4)若想进一步用“伏安法”测量导线a的电阻,除了如图甲所示的器材外,至少还需要在此电路接入一个_____表和一个变阻器,连好电路后,经多次测量,绘得导线a的U﹣I图象如图丙所示,则其电阻为_____Ω。