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、OA长100cm,O为支点,OB:BA=1;4;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F与R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0~3V。求:
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(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5:6时,托盘受到的压力。
【答案】(1)4V(2)20N(3)报警(4)150N
【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=I1(R0 +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OB:BA=1:4,所以,
OB:OA=1:5,
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:
即
,
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
【题目】物理小组探究导电液体的导电性与接入电路中液体横截面积大小的关系。他们用长方体水槽、浓度一定的食盐水、电源、滑动变阻器、电压表及电流表等器材进行了探究。实验电路连接如图-1所示,将电极M、N分别固定在水槽左右两侧底部的中央。
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(1)闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片P移到最_____(选填“左”或“右”)端。
(2)实验中,通过调节______来保持电极M、N间的电压恒为3V。控制其他条件不变,通过向水槽中添加食盐水,从而达到改变食盐水的_______的目的,用电流表测出相应的电流值。食盐水导电性的强弱可以由_______来判断。实验数据如下表:
实验序号 | 横截面积S/cm2 | 电流I/A |
1 | 50 | 0.02 |
2 | 100 | 0.04 |
3 | 150 | 0.07 |
4 | 200 | 0.08 |
5 | 250 | 0.11 |
6 | 300 | 0.13 |
7 | 350 | 0.14 |
8 | 400 | 0.14 |
9 | 450 | 0.14 |
(3)依据表格中的数据在图-2中描点,做出电流I随横截面积S变化的I-S图像。
(______)
(4)分析表格中的数据或图像,可得到初步结论:其他条件不变,横截面积增大时,食盐水的导电性_______。
(5)为验证实验结论是否具有普遍性,应采取的做法是:______./p>
【题目】图甲是测量小灯泡(U额=2.5V)电功率的电路。电源电压恒为4V。
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(1)请将图甲中的电路连接完整。(要求滑片P向右滑动时电灯变亮,导线不允许交叉)
(__________)
(2)实验中,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移到最__________端(选填“左”、“右”)。
(3)小华同学连接好电路后,按正确的步骤进行实验。小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,该示数为____A。小灯泡的额定功率为____W。
(4)小华同学所在小组记录了许多组电压U、电流I对应数据,然后画出小灯泡灯丝的U-I曲线,图中符合实际的是________。
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(5)下表是另一组的小源同学用他设计的电路做实验时记录的电压表与电流表的读数,则小源同学测得的小灯泡的额定功率为_____W
实验次数 | 1 | 2 | 3 |
电压U/V | 2.5 | 2.0 | 1.5 |
电流I/A | 0.19 | 0.22 | 0.25 |