题目内容
【题目】初三实验小组的同学决定设计一个简易的身高测量仪,可用器材有电压恒定的电源、电压表、电阻丝、定值电阻、开关、导线(若干)等。他们的设想是:用滑片在绷直的电阻丝上滑动代替滑动变阻器;将电压表改装成身高显示仪----所测身高越大,显示仪示数越大,且刻度均匀。
(1)同学们设计了如图所示电路,老师指出他们的设计有不够合理的地方。你认为下列分析正确的是______。
A.移动滑片P时.电路的总电阻没有变化 B.当所测身高越大时,电压表的示数越小
C.电压表的示数变化量跟身高变化量不成正比 D.电压表的示数不能由零变化到最大刻度值
(2)在老师的引导下,同学们设计出了正确的电路.是图四个电路中的_____________电路。
(3)确定正确的电路设计方案后,小组成员开始对器材的参数进行选择。他们用了电压为12V的电源、一根长为80cm的均匀电阻丝(0.5Ω/cm)、量程为0~3V的电压表。为让测量仪测量身高的范围能达到最大,且测量精确度最高,选择的定值电阻R1的阻值应该为_______Ω。
(4)利用选定的器材.小组同学连接好了测量电路。对身高为160cm的小曾进行测量时,电压表的示数为1.5V;对小杨进行测量时,电压表的示数为1.2V,则小杨的身高为_______________cm。
【答案】C 丁 120Ω 152cm
【解析】
第一空.AB由图所示两电阻串联,滑动变阻器接入部分为下半部分,上下移动会改变接入阻值,且P向上滑动,电阻变大,由串联分压可知,分得的电压变大。C电压表示数U=IR滑,而I和R滑均会变化,所以U与R滑不成正比。D当P在最低端,变阻器电阻为零,电压表示数为0;
第二空.甲图,电压表示数随身高增大而增大,电压表示数U=IR滑,而I和R滑均会变化,所以U与R滑不成正比,示数不均匀;乙图,电压表测R1两端电压,由串联分压可知,电压表示数随身高增大示数减小;丙图、丁图,接入阻值不变,电路电流I不变,U=IR滑,所以U与R滑成正比,丙随身高的增大而减小,丁随身高的增大而增大,均线性变化,刻度均匀;
第三空.电阻丝电阻R2为40Ω,电压表量程3V,电源电压12V,根据串联分压可得定值电阻电压为:
12V-3V=9V
由串联电路电压比等于电阻比可得R1阻值为:
即
解得R1阻值为120Ω;
第四空.电压表示数为1.5V时,由串联分压可知:
即
可解得R2下=20Ω,因为电阻丝0.5Ω/cm且小曾160cm,因此电阻丝底端到地面为120cm。电压表示数为1.2V时,由串联分压可知:
即
可解得
因为电阻丝0.5Ω/cm
所以接入长度32cm,所以小杨身高152cm。
【题目】3月12日,我国自主研发建造的“天鲲号”绞吸挖泥船正式投产首航,其智能化水平以及挖掘系统、输送系统的高功率配置均为世界之最。(g取10N/kg,ρ水取1.0×103kg/m3)主要参数如下表。
项目 | 参数 |
总长度(m) | 140 |
宽度(m) | 27.8 |
吸/排管径(mm) | 1000/1000 |
满载排水量(t) | 1.7×104 |
满载吃水深度(m) | 6.5 |
泥泵输送功率(W) | 1.7×107 |
(1)满载时,求“天鲲号”受到水的浮力是多少?
(2)满载时,求“天鲲号”底部受到水的压强是多少?若船底需要安装探测仪器,其面积为40cm2,求探测仪器受到水的压力是多少?
(3)“天鲲号”去某水域执行任务,其工作量相当于将1.36×104t的淤泥输送至15m高的台田上。假设“天鲲号”绞吸挖泥船泥泵的机械效率为30%,求完成此任务需要的时间是多少?