题目内容
【题目】如图所示是某压力测力计的电路原理示意图。图中电源电压为7.5 V并保持不变;定值电阻R0的规格是“400 Ω 15 mA”,起保护电路的作用;是由灵敏电流表改装成的指针式测力显示器(电阻忽略不计,量程为20 mA);R是一种新型电子元件,在压力不超过600 N的前提下,其阻值随压力大小的变化规律如表格中数据所示。
压力F/N | 0 | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | … |
电阻R/Ω | 300 | 280 | 260 | 240 | 220 | 200 | 180 | … |
(1)R0上允许消耗的最大功率是多少______?
(2)分析表格数据可知:电子元件的阻值R随压力F变化的关系式是R=________;(写出数学表达式即可,不考虑单位)
(3)该测力计的量程是多少______?
(4)写出电流I与压力F的关系式______,说明该测力计的刻度是否均匀______;
(5)若要增大该测力计的量程,请说出一种改进方法______。
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【答案】0.09 W 300-0.4F 0~500 N I=
不均匀 换R0,增大R0的阻值
【解析】
(1)电阻R0中允许通过的最大电流为
I0=15 mA=0.015 A
则最大电压为:U0=I0R0=0.015 A×400 Ω=6 V
最大电功率为:P0=U0I0=6 V×0.015 A=0.09 W
(2)R=300-0.4F
由表中数据可知,压力为0时,电阻为300 Ω,压力增大到50 N时,减少的电阻为300 Ω-280 Ω=20 Ω,压力增大到100 N时,减小的电阻为300 Ω-260 Ω=40 Ω,压力增大到150 N时,减少的电阻为300 Ω-240 Ω=60 Ω,压力增大到200 N时,减小的电阻为300 Ω-220 Ω=80 Ω,依此类推,可知减小的电阻为:0.4F,所以电子元件的阻值R随压力F变化的关系式是R=300-0.4F.
(3)测力计示数最大时,有R总=
=
=500 Ω
R=R总-R0=500 Ω-400 Ω=100 Ω
根据R和F的关系可知:量程F为0~500 N
(4)根据串联电路的电阻特点和欧姆定律可知:电路中的电流I=![]()
把R和F的关系式R=300-0.4F,U=7.5 V
R0=400 Ω代入上式,化简得I=![]()
所以电流和压力不成一次函数关系,故该测力显示器的刻度是不均匀的
(5)方法一:换R0,增大R0的阻值;方法二:换电源,减小电源电压.
【题目】小宇用如图甲所示的装置“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其做匀速直线运动,小华记录的部分实验数据如下表:
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序号 | 木块放置情况 | 接触面情况 | 接触面所受压力F压/N | 弹簧测力计示数F拉/N |
1 | 平放 | 木板 | 4 | 1.2 |
2 | 平放 | 木板 | 6 | 1.8 |
3 | 平放 | 木板 | 8 | 2.4 |
4 | 平放 | 棉布 | 6 | 2.4 |
5 | 平放 | 毛巾 | 6 | 2.8 |
(1)在实验操作中,用弹簧测力计沿平方向拉动木块,使其做匀速直线运动,这样做的目的是_____;
(2)分析序号为1、2、3的三组实验数据可得:滑动摩擦力f的大小与接触面所受压力F压大小的关系式是_____;
(3)通过分析序号为_____的三组实验数据可得:滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关;
(4)某次实验中拉动木块由静止到匀速直线运动的过程中,弹簧测力计对木块的拉力F随时间t的变化图象如图乙所示,其中0﹣3s木块处于静止状态,分析图象可知:要使木块由静止开始运动,至少要用_____N的水平拉力拉木块;如果实验时木块受的拉力是1.8N,下列对木块所处状态的判断,正确的是_____;
A.始终静止 B.始终做匀速直线运动
C.静止或匀速直线运动 D.条件不足,无法判断
(5)实验过程中,弹簧测力计的示数不容易稳定,可能的原因是_____。