题目内容
【题目】物理兴趣小组设计了一个便携式水深测量仪。它主要是由探头A和控制盒B构成,它们之间用有绝缘皮的细导线相连形成回路,如图甲所示。其中探头A是一个底面积为10 cm2、高5 cm、重2.5 N的圆柱体,探头A的底部为压敏电阻R(R与水接触的表面涂有绝缘漆),工作时底部始终与水平面相平,压敏电阻R随表面压力大小的变化如图乙所示。A和B间的电路连接关系如图丙所示,其中电源电压恒为3 V,电流表盘改装成深度表(导线的重力与体积均不计)。兴趣小组的同学将探头A缓慢放入水中,求:
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(1)探头A有一半体积浸入水中时,R底部受到水的压强是多少?
(2)将探头投入看似不深的水平池底,静止时(R与池底未紧密结合)导线已松弛,电流表示数是0.6 A,则表盘0.6 A处应该标水的深度值为多少米?
【答案】(1) 250 Pa;(2) 14.8 m
【解析】
(1)探头A有一半体积浸入水中时,R底部的深度:h1=
h=
×5cm=2.5cm=0.025m,R底部受到水的压强:p1=ρgh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.025m=250Pa; (2)当电流表示数是0.4A时,由I=
可得,R的阻值:R=
=5Ω,由图乙可知,压敏电阻R表面压力F=150N,容器底部对A的支持力:F支持=GF浮=2.5N0.5N=2N,水对A底部的压力:F水压=FF支持=150N2N=148N,压敏电阻受到的压强:p2=
=1.48×105Pa,水的深度:h2=
=14.8m,所以,表盘0.6A处应该标水的深度值为14.8m.
【题目】在探究影响导体电阻大小的因素时,小兵、小红两位同学作出了如下猜想:
①导体的电阻与导体的长度有关
②导体的电阻越导体的横截面积有关
③导体的电阻与导体的材料有关
实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如表
编号 | 材料 | 长度/m | 横截面积/mm2 |
A | 镍铬合金 | 0.5 | 0.5 |
B | 镍铬合金 | 1.0 | 0.5 |
C | 镍铬合金 | 0.5 | 1.0 |
D | 锰铜合金 | 0.5 | 0.5 |
为了验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路.
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(1)为了验证上述猜想①,应该选用编号为 两根电阻丝进行实验;如果选用编号为A、C两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 (填序号);如果选用编号为A、D两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 (填序号).分别将A和D两电阻丝接入电路中M、N两点间时,电流表示数不相同,由此,初步得到的结论是:长度和横截面积相同时, .
(2)有同学认为:可以根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝的变化情况.老师指出:此实验中这种方法不可取.这是因为电源电压一定时,所选电阻丝的阻值相差太小,灯泡亮度变化 (选填“明显”或“不明显”).
(3)在最近几年,我国城乡许多地区进行了输电线路的改造,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样就 了输电线的电阻,从而可以 输电线上的电能损失(选填“增大”或“减小”).