题目内容
15.小明利用磁敏电阻为他的自行车设计了一个速度计,磁铁固定在自行车的辐条上,磁敏电阻固定在后车架上,安装示意图如图甲,工作电路如图乙,已知电源电压为6V恒定不变.当磁铁与磁敏电阻Rs靠得最近时阻值为200Ω,磁铁与磁敏电阻Rs离得最远时阻值为400Ω,靠近或远离时的实际电阻在这两者之间变化;当R0两端电压不低于4.5V时电子计数器就能有效计数,低于4.5V就不能产生计数,车轮每转动一圈就计数一次.为保证电子计数器有效工作,电阻R0最小阻值为600Ω.某次行驶中,小明发现5分钟恰好完整计数了300次,车轮的周长为3m,则这段时间内自行车行驶的平均速度10.8km/h.分析 (1)由图可知,定值电阻R0和磁敏电阻Rx串联在电路中,电子计数器实质是电压表和定值电阻R0并联,是测量定值电阻R0两端的电压,根据题意可知磁敏电阻Rx等于200Ω时电子计数器(电压表)的示数,此时定值电阻有最小值,根据串联电路的电压特点求出Rx两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出定值电阻的最小值;
(2)根据题意求出自行车的路程,然后由速度公式求出自行车的速度.
解答 解:(1)由图可知,定值电阻R0和磁敏电阻Rx串联在电路中,
电子计数器实质是电压表,与定值电阻R0并联,是测量定值电阻R0两端的电压,
由题意可知,当磁敏电阻Rx等于200Ω时,电子计数器(电压表)示数为4.5V,定值电阻有最小值,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,Rx两端的电压:
Ux=U-U0=6V-4.5V=1.5V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流:
I=$\frac{{U}_{x}}{{R}_{x}}$=$\frac{1.5V}{200Ω}$=7.5×10-3A,
定值电阻的最小值:
R0=$\frac{{U}_{0}}{I}$=$\frac{4.5V}{7.5×1{0}^{-3}A}$=600Ω;
(2)t=5min=300s完整计数了300次,
则自行车行驶的路程:
s=300×3m=900m,
自行车的平均速度:
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{900m}{300s}$=3m/s=10.8km/h.
故答案为:600;10.8.
点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用以及平均速度的计算,正确的判断定值电阻最小时磁敏电阻Rx的阻值以及对应的电压是关键.
练习册系列答案
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6.
你是否有这样的经历:撑一把雨伞行走在雨中,如图所示,一阵大风迎面吹来,伞面可能被“吸”.下列有关这一现象及其解释,正确的是( )
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| C. | 伞面被向下“吸”,下方空气压强大 | D. | 伞面被向上“吸”,下方空气流速大 |
3.下列说法中正确的是( )
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