题目内容
【题目】某物理兴趣小组设计了一个压力报警装置,工作原理如图所示。ABO为一水平杠杆,OA长120cm,O为支点,AB:OB=5:1;已知报警器R0的阻值为10
,压力传感器R固定放置,R的阻值随所受压力F变化的关系如表所示。闭合开关S,水平踏板空载时,电压表的示数为2V;当水平踏板所受压力增大,电压表示数达到5V时,报警器R0开始发出报警信号。踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。求:
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F/N | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | … |
R/ | 45 | 34 | 24 | 18 | 14 | 12 | 10 | … |
(1)电源电压为多少?
(2)当报警器开始报警时,踏板设定的最大压力值为多少?
【答案】(1)11V(2)150N
【解析】
(1)闭合开关时,压力传感器R和报警器R0串联,电压表测报警器R0两端的电压,由表格数据可知,当踏板空载时(即F=0N),压力传感器的电阻为R=45Ω,已知R0=10Ω,电压表的示数为2V,则此时电路中的电流为I=
=
=0.2A,电源电压为U=
=
=11V。
(2)当报警器开始报警时,R0两端电压为U0’=5V,此时电路中的电流为I’=
=
=0.5A,则传感器两端的电压为UR=
=11V-5V=6V,此时传感器R的阻值为R=
=
=12Ω,由表格可知,当传感器的阻值R=12Ω时,对应的压力F压=25N。因AB:OB=5:1,OA=120cm,则OB=
=
=20cm,根据杠杆平衡条件得F压×OA=F踏×OB,则F踏=
=
=150N,即踏板设定的最大压力值为150N。
【题目】小明在做探究光的折射规律的实验时,他让光从玻璃中斜射入空气中,光在分界面上同时发生反射和折射现象。当增大入射角到某一值时,发生了折射光消失而反射光却变得更亮的情况,通过查阅资料,小明得知这是光的全反射现象。小明还查到光从玻璃射向空气时的一些数据,如表所示:
入射角i | 0° | 30° | 39° | 39°30′ | 40° | 50° |
折射角r | 0° | 51° | 79° | 82° | 90° | |
反射的能量 | 4.7% | 6.8% | 36% | 47% | 100% | 100% |
(1)当入射角i≥_____时,发生光的全反射现象。图象中的图线_____(选填“a”或“b”)反映了上述实验中的两角关系。
(2)如果光从空气射向玻璃,则反射的能量_____(选填“可能”或“不可能”)达到100%。
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