题目内容
【题目】某物理兴趣小组的同学,利用如图所示的装置,来探究杠杆的平衡条件。
(1)实验前杠杆如图甲所示,可将杠杆两端的平衡螺母向_____(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)若杠杆每小格代表10 cm,每个钩码的质量为100 g,改变动力和阻力的位置并调节钩码的数量,得到下表所示数据,根据表格数据可得到杠杆的平衡条件是_____(用物理量的符号表示)。 第①次实验杠杆平衡后,小亮将杠杆两端两点下方所挂钩码同时向支点O靠近1格,则杠杆将_____(选填“能”或“不能”)在水平位置重新平衡。
测量序号 | 动力F1/N | 动力臂l1/cm | 阻力F2/N | 阻力臂l2/cm |
① | 3 | 40 | 2 | 60 |
② | 2 | 50 | 5 | 20 |
③ | 4 | 30 | 3 | 40 |
(3)如图乙所示,小亮保持B点处钩码数量不变,若在A点或C点使用弹簧测力计拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,为使弹簧测力计的示数最小,应将弹簧测力计挂在_____点,且拉力的方向为_____。
(4)某同学在探究后分析得到F1+l1=F2+l2的错误结论,你能想出一个快速证明该结论错误的操作方法:_____。
【答案】右 F1l1=F2l2 不能 A 竖直向上 不改变杠杆两端钩码的重量,只将两侧钩码分别远离(靠近)支点1格(或相同的格数),观察杠杆的平衡情况
【解析】
(1)图甲中杠杆右端偏高,根据“左高左调,右高右调”的原则,要使杠杆在水平位置平衡,应该将平衡螺母向右调节;(2)根据数据表格可得出杠杆平衡条件为F1l1=F2l2;将第①次杠杆平衡时的位置同时靠近支点1格,则此时动力和阻力不变,分别为3 N和2 N;动力臂为40 cm-10 cm=30 cm,阻力臂为60 cm-10 cm=50 cm;此时动力与动力臂的乘积3 N×30 cm小于阻力与阻力臂的乘积2 N×50 cm,故杠杆不能重新平衡;(3)要使杠杆平衡且弹簧测力计示数最小,应使弹簧测力计拉力的力臂最大,因为OA>OC,所以要使杠杆平衡且弹簧测力计示数最小,应使弹簧测力计挂在A点且竖直向上拉;(4)要想证明F1+l1=F2+l2的结论是否错误,最快的方法是不改变杠杆两端钩码的质量,只将两侧钩码分别远离(靠近)支点1格(或相同的个数),观察杠杆的平衡情况,若杠杆在水平位置不平衡,则结论错误。
【题目】如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置,R是热敏电阻,其阻值随温度变化关系如下表所示。已知继电器的线圈电阻R0=10Ω,左边电源电压为6V恒定不变.当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时,继电器的衔铁被吸合,右边的空调电路正常工作。
温度t/℃ | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 |
电阻R/Ω | 600 | 550 | 500 | 450 | 420 | 390 | 360 | 330 | 300 |
(1)请说明该自动控制装置的工作原理
(2)计算说明该空调的启动温度是多少?
(3)为了节省电能,将空调启动温度设定为30℃,控制电路中需要再串联多大的电阻?
(4)改变控制电路的电阻可以给空调设定不同的启动温度,除此之外,请你再提出一种方便可行的调节方案。
【题目】如图甲为家用电热饮水机,图乙为它的电路原理图,下表为它的铭牌数据。
水桶容量 | 20L |
热水箱容量 | 1L |
额定电压 | 220V |
加热功率 | 400W |
保温功率 | 44W |
(1)当S1闭合,S2断开时,电热饮水机处于_____状态(填“加热”或“保温”),此时电路中的电流是多大_______?
(2)饮水机正常工作时,将热水箱中的水从20℃加热到90℃,求:水吸收的热量是多少_____?(水的比热容4.2×103J/(kg℃))
(3)电热饮水机正常工作时加热效率为80%.求:将热水箱中的水从20℃加热到90℃的时间为多少秒___?