8.  发光二极管是某些电路上作指示用的一种电子元件(可看做纯电

阻),在电路中的符号.只有电流从所标的“+”号的一端输入,从所标的“-”号一端流出时,它才能发光.厂家提供的某二极管的UI图象如图6-1-20所示.

(1)若使用电动势为12 V、内阻可以忽略不计的电源对二极管供电,且二极管正常工作(工作电压为2 V),则需要在电源和二极管之间________(填“串联”或“并联”)一个电阻,其阻值为________.

(2)已知二极管允许的最大电流为56 mA.选用下列器材可验证这种元件的UI曲线与厂家提供的是否一致.

A.1.5 V的干电池两节;

B.0-50 Ω的滑动变阻器一个;

C.量程为15 V、内阻约为50 kΩ的电压表一只;

D.量程为3 V、内阻约为20 kΩ的电压表一只;

E.量程为3 mA、内阻约为0.01 Ω的电流表一只;

F.量程为100 mA、内阻约为5 Ω的电流表一只;

G.待测发光二极管一只;

H.导线、开关等.

为准确、方便地进行检测,电压表应采用________,电流表应采用________.(填字母符号)

(3)在下面方框中画出检测二极管所用的电路图.

解析:

(1)根据串联分压的原则,可知应该串联一个电阻以分掉多余的电压,且由UI图可知二极管正常工作的电流为20 mA,则有:R= Ω=500 Ω;(2)由于二极管允许的最大电流为56 mA,从准确、方便的角度考虑电压表和电流表应该分别采用D和F.(3)如图所示.

答案:(1)串联 500 Ω (2)D F (3)见解析图

图1-1-22

[例3] 如图1-1-22所示,长为5 m的细绳的两端分别系于竖立在地面上的相距为4 m的两杆的顶端AB,绳上挂一个光滑的轻质挂钩,其下连着一个重为12 N的物体,平衡时绳中的张力FT为多大?当A点向上移动少许,重新平衡后,绳与水平面夹角、绳中张力如何变化?

解析:设重物平衡时悬点为O,延长AOB杆于C点,从C点向A杆作垂线CDA杆于D点,如图所示.

由于挂钩光滑,所以挂钩两侧绳AO段与BO段的拉力必然相等,与竖直线的夹角也相等,因而OB=OC,故AC=5 m

设∠A=α,则sin α=4/5.

O点为研究对象,将重物对O点的拉力沿AOBO延长线分解为FTAFTB,即有:FTA=FTB=FT.

由图和平衡条件可得:2FTcos α=mg,可解得:FT=10 N.

同样分析可知:当A点向上移动少许重新平衡后,绳与水平面夹角及绳中张力均保持不变.

答案:10 N 夹角不变,张力为10 N也保持不变

点评:因为绳上挂的是一个轻质光滑挂钩,它可以无摩擦地滑动(即是“活节”),所以挂钩两侧的绳(其实是同一根绳)的形变相同,拉力也必然相等.

图1-1-23

[例4] 用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中,如图1-1-23所示.已知acbc与竖直方向的夹角分别为30°和60°,则ac绳和bc绳中的拉力分别为        ( )

A.mgmg          B.mgmg

C.mgmg           D.mgmg

解析:以绳子的结点c为研究对象,其受三个拉力的作用而处于平衡状态.将重物对c点的拉力分别沿ac绳和bc绳方向分解为FTacFTbc,如图所示.

由平衡条件和图中几何关系可得:

FTac=mgcos 30°=mgFTbc=mgcos 60°=mg,所以选项A正确.若将b点向上移动少许,重新平衡后,绳acbc的张力均要发生变化.

答案:A

[例1] 如图1-1-20所示,质量为m的物体用细绳OC悬挂在支架上O点,轻杆OB可绕

B点转动,求细绳OA中张力FT大小和轻杆OB受力FN大小.

解析:由于轻杆OB可绕B点转动(即是“动杆”),所以细绳对轻杆OB的力一定沿着杆的方向,否则杆就不能平衡(即要发生转动).由于悬挂物体质量为m,所以绳OC拉力大小就等于mg,将这个拉力沿杆和AO方向分解,如图所示.

由图即可求得:

FT′=mg/sin θFN=mgcot θ.

又因为FTFT′大小相等方向相反,

所以FT=FT′=mg/sin θ.

答案:mg/sin θ mgcot θ

图1-1-21

[例2] 如图1-1-21所示,水平横梁一端A插在墙壁内,另一端装有小滑轮B,一轻绳一端C固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m=10 kg的重物,∠CBA=30°,(g取10 N/kg)则滑轮受到绳子作用力为                     ( )

   A.50 N        B.50 N

C.100 N        D.100 N

解析:

由于杆AB不可转动(即是“定杆”),所以杆所受弹力的方向不沿杆AB方向.由于B点处是滑轮,它只是改变绳中力的方向,并未改变力的大小,滑轮两侧绳上的拉力大小均是100 N,夹 角为120°,故滑轮受绳子作用力即是两拉力的合力,如图所示.

由图可知,滑轮受到绳子作用力的大小为:FNFTmg=100 N,所以选项C正确.

答案:C

点评:由于轻杆AB不可转动,所以无论细绳对它的弹力方向如何,杆都能平衡.

 0  138831  138839  138845  138849  138855  138857  138861  138867  138869  138875  138881  138885  138887  138891  138897  138899  138905  138909  138911  138915  138917  138921  138923  138925  138926  138927  138929  138930  138931  138933  138935  138939  138941  138945  138947  138951  138957  138959  138965  138969  138971  138975  138981  138987  138989  138995  138999  139001  139007  139011  139017  139025  447348 

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