题目内容

【题目】在学校举行的物理创新大赛上,小明的科技小组设计了一种测量托盘所受压力的压力测量仪,如图所示。装置中压力表是由电压表改装而成,R1为定值电阻,阻值为10Ω,R2为滑动变阻器,规格为“10Ω1A"。金属指针OP可在金属杆AB上滑动,且与它接触良好,金属指针和金属杆电阻忽略不计。M为弹簧,在弹性限度内它缩短的长度与其所受的压力F大小成正比。当托盘所受压力为零时,P恰好位于R2的最上端;当托盘所受压力为50N时,P恰好位于R2的最下端,此时弹簧的形变仍在弹性限度内。

(1)当P位于R2的最下端时,电压表的示数为3V,则电源电压是多少?

(2)压力25N的刻度位置标在电压表表盘多少伏的刻度线上

(3)求电压表电压U与压力F的关系式?

【答案】(1)6V;(2)2V;(3)U=V

【解析】

(1)如图,当P位于R2的最下端时,R2全连入,

∵R1和R2串联,

∴

U1:U2=R1:R2=10Ω:10Ω=1:1

∴U1=U2=3V,

U=U1+U2=3V+3V=6V;

(2) 甲装置中,当压力25N,P位于R2的中点上,R2连入的电阻:

R′2=×10Ω=5Ω,

此时电路中的电流:

I′== =0.4A,

电压表示数:

U′2=I′R′2=0.4A×5Ω=2V,

即压力25N的刻度位置标在电压表表盘2伏的刻度线上;

(3) 当改变托盘所受的压力时,R2接入电路中的电阻发生变化,电路中的电流I发生变化,则电压表示数:

U2=I R2=R2;

∵据题意,R2与F成正比,即R=kF,当F=50N时,R2=10Ω,则k=,即:

R2=F;

则:

U2=I R2=R2=×F=V。

即电压U与压力F的关系式为:

U=V。

答:(1)电源电压是6V;

(2)标在电压表表盘2V的刻度线上;

(3) 电压表电压U与压力F的关系式为:U=V 。

练习册系列答案
相关题目

【题目】在探究“杠杆平衡条件”的实验中:

(1)没挂钧码的杠杆右端低左端高,要使它在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母___(选填“左”或“右”)调节。

(2)如图甲所示,小明在杠杆左边A处挂了4个1N的钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右边B处挂了6个重0.5N的钩码,使杠杆在水平位置平衡,小明根据这次试验得出结论“动力×动力臂=阻力×阻力臂”。小明实验中的不妥之处是___________。

(3)如图乙所示,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,当保持杠杆水平平衡,把弹簧测力计逐渐向右倾斜时,小明发现弹簧测力计的示数将逐渐变大,拉力变大的原因____________。

(4)图乙和图丙中的杠杆都处于静止状态,弹簧测力计竖直向上的拉力分别为F乙和F丙,则F乙___F丙.(选填“>”、“=”或“<”,设杠杆质地均匀,支点恰好在杠杆的重心,不计支点处摩擦)

(5)继续研究杠杆的机械效率,如图丁所示,用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点,在B悬挂总重为G的钧码,弹簧测力计在A点施加竖直向上的拉力F,使杠杆缓慢匀速上升,用刻度尺分别测出A. B两点上升的高度为h1、h2;则

①杠杆机械效率的表达式为___________(用测量的物理量符号表示)

②若只将测力计的作用点由A点移至C点,O、B位置不变,仍将钩码提升相同的高度,不计摩擦,杠杆的机械效率将_______(选填“变大”、“变小”或“不变)

【题目】善于观察的小华发现家里轿车的前灯有好几组,且灯丝粗细不同,发光的亮度也不同,他猜想车灯的亮度可能与灯丝的粗细有关,于是他设计了模拟电路,并选择下列器材:电源、滑动变阻器、小灯泡 (L1 “2.5V 1.25W”、L2“2.5V 0.5W ”各一只,代替轿车前灯)、电流表、电压表等进行实验来验证自己的猜想.如图甲

(1)在电源电压为12V的情况下,为保证电路安全,应选择的滑动变阻器规格为(____________)

A.10Ω、1A B. 20Ω、0.5A C.20Ω、1A D.50Ω、1A

(2)闭合开关S,发现无论怎样移动变阻器的滑片,灯泡L1、L2均不亮,A、V1无示数,V2有示数,则电路出现的故障是__________;排除故障后,移动变阻器的滑片,分别读出电流表、电压表的示数,观察并记录灯泡发光情况.填入表一.当变阻器滑片移至某位置时。电流表的示数如图乙所示,则电路中的电流_________A,此时发现灯L2发光异常耀眼,原因是________。

(3)分析表一中的数据,可得结论:两灯串联,灯泡的灯丝越细,亮度越_________;

(4)然后,小华按图丙所示设计连接电路进行实验,记录的实验数据及现象如表二,根据表二可得出结论:两灯并联时,灯泡的灯丝越细,亮度越_________;

(5)小华完成实验后有困惑,通过向爸爸请教,明白了轿车的灯是可以不同时工作的,在额定电压相同时,若想要更换更亮的灯,应选择灯丝较_________(选填“粗”或“细”)的灯泡。

表1

灯

泡

L1

粗细

电压/V

电流/A

亮度

灯

泡

L2

粗细

电压/V

电流/A

亮度

粗

0.6

0.12

不发光

细

1.5

0.12

微亮

粗

0.8

0.16

微亮

细

2.0

0.16

不很亮

粗

1.0

0.20

微亮

细

2.5

0.20

较亮

粗

1.3

不很亮

细

3.25

异常耀眼

表2

灯

泡

L1

粗细

电压/V

电流/A

亮度

灯

泡

L2

粗细

电压/V

电流/A

亮度

粗

1.0

0. 2

微亮

细

1.0

0.08

不发光

粗

1.5

0.3

不很亮

细

1.5

0.12

微亮

粗

2.0

0.4

较亮

细

2.0

0.16

不很亮

粗

2.5

0.5

明亮

细

2.5

0.20

较亮

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网