题目内容

【题目】某物理研究小组设计了一个压力报警装置,工作原理如图甲所示。OBA为水平杠杆、OA100cmO为支点,OBBA14;已知报警器R0的阻值恒为10Ω,压力传感器R固定放置,压力传感器受到的压力FR的阻值变化的关系如图乙所示。当托盘空载时,闭合开关S,电压表的示数为1V;当托盘所受的压力增大,电压表的示数达到2V时,报警器R0开始发出报警信号。托盘、压杆和杠杆的质量均忽略不计,电压表的量程为03V。求:

1)电源电压;

2)当报警器开始报警时,压力传感器受到的压力;

3)当托盘受到的压力为120N时,报警器是否报警:

4)当电路输出的电功率与电路在安全状态下输出的最大电功率的比值为56时,托盘受到的压力。

【答案】14V220N3)报警(4150N

【解析】

1).由于当托盘空载时,闭合开关S,电压表的示数为1V,所以,电路中的电流是:

由图乙知道,此时传感器的电阻是R=30Ω,故电源电压是:
U=I1R0 +R=0.1A×10Ω+30Ω=4V

2).当报警器开始报警时,电路中的电流是:

此时传感器的电阻是:

由图乙知道,此时传感器受到的压力为20N

3).由杠杠的平衡条件F1 L1 =F2 L2 知道,
F托盘 ×OB=F×OA

又因为OBBA=14,所以,
OBOA=15
压力传感器受到的压力是:

由于F=20N开始报警时,而此时F'F,所以,报警器报警;

4).为了保证电路安全,电路的最大电流和功率分别是:

由于电路输出的电功率与电路在安全状态下输出的最大电功率的比值是: ,所以,

此时,电路的输出功率是:


由图乙知道,当压力传感器R'=6Ω时,压力传感器受到的压力为F'=30N;由杠杠平衡条件知道,此时托盘受到的压力是:

答:(1).电源电压为4V

2).当压力达到20N时,压力传感器开始报警;

3).会报警;

4).此时托盘的压力为150N

练习册系列答案
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【题目】小明和小华端午节假期游玩时捡到了一些鹅卵石,他们想知道这些鹅卵石的密度,便各自选取了一块鹅 卵石,分别进行了如下实验:

1)小明利用天平和量筒等实验器材进行了实验:

他把天平放在水平桌面上,发现指针偏向分度盘中线的右侧,此时应将平衡螺母向______(选填)旋动,使天平横梁平衡;

小明将鹅卵石放在天平左盘中,横梁恢复平衡时右盘中砝码质量和游码在标尺上的位置如图甲所示,则鹅卵石的质量为_____g

用细线拴好鹅卵石,把它放入盛有 20 mL 水的量筒中,水面到达的位置如图乙所示,则鹅卵石的体积为_____cm3,鹅卵石的密度为_____kg/m3

2)小华利用形状规则且透明的水槽、细线、刻度尺、一个边长为 10 cm 不吸水的正方体物块和足量的水等器 材同样测出了鹅卵石的密度,其测量方法如下:

ρ =1.0×103kg/m3g=10 N/kg

A.如图丙所示,小华将物块放入水平桌面上的水槽中,静止时用刻度尺测出物块露出水面的高度为 6 cm

B.如图丁所示,将鹅卵石放在物块上,静止时用刻度尺测出物块露出水面的高度为 2.4 cm

C.如图戊所示,用细线将鹅卵石系在物块下方,然后放入水中,静止时用刻度尺测出物块露出水面的高度为 3.6 cm

丙图中物块下表面受到的水的压强 p_____Pa

鹅卵石的质量 m_____g

鹅卵石的体积 V =_____cm3

鹅卵石的密度ρ_____kg/m3

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