题目内容
在一端开口,一端封闭、粗细均匀的玻璃管内,一段长为h=25cm
的水银柱封闭着一定质量的理想气体,当玻璃管水平放置,管内气柱长度为L1=20cm(如
图a),大气压强P0=75cmHg,室温t1=27℃。将玻璃管转过90°,使它开口向上,并浸入
热水中(如图b),待稳定后,测得玻璃管内气柱的长度L2=17.5cm。
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(1)求此时管内气体的温度t2
(2)保持管内气体的温度t2不变,往玻璃管内缓慢加入水银,当封闭的气柱长度L3=14cm时,加入的水银柱长度是多少?(玻璃管足够长)
解:以封闭气体为研究对象
水平放置时:P1=P0;V1=L1S;T1=t1+273 K
浸入水中后:P2=P0+Ph;V2=L2S;T2=t2+273 K
根据理想气体状态方程:
(3分)
可得:t2=77℃ (1分)
缓慢加入水银后:P3=P0+Ph’;V3=L3S;T3=T2
根据玻意耳定律:P2V2=P3V3 (3分)
可得:Ph’=50cmHg (1分)
可知加入的水银柱长度△h=h’-h=25cm (1分)
压敏电阻的阻值随所受压力的改变而改变,利用这种效应可以测量压力大小。若图1为某压敏电阻在室温下的电阻——压力特性曲线,其中RF、RO分别表示有、无压力时压敏电阻的阻值。为了测量压力F,需先测量压敏电阻处于压力中的电阻值RF。请按要求完成下列实验。
(l)设计一个可以测量压力下该压敏电阻阻值的电路,
在图2的虚线框内画出实验电路原理图(压敏电阻及所给压力已给出,待测压力大小约为0.6—1.0N,不考虑压力对电路其它部分的影响)。要求误差较小。提供的器材如下:
A.压敏电阻,无压力时阻值Ro=150Ω
B.滑动变阻器R,全电阻约20Ω
C.电流表④,量程2.5mA,内阻约30Ω
D.电压表⑦,量程3v,内阻约3kΩ
E.直流电源E,电动势3v,内阻不计
F.开关S,导线若干
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正确接线后,将压敏电阻置人待测压力中.测量数据如下表:
| l | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| U(V) | 0 | 0.45 | 0.91 | 1.5 | 1.79 | 2.71 |
| I(mA) | 0 | 0.3 | 0.6 | 1.0 | 1.2 | 1.8 |
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根据上表可求出压敏电阻的测量值RF=______Ω,
结合图l 可知待测压力的大小F =______N 。
(3)试结合图l 简要回答,压力F 在0—0.2N 和0.4—1.0N 范围内压敏电阻阻值的变化规律有何不同?
(4)某同学查阅相关资料时看到了图3 所示的压敏电阻在外力下的电阻—外力曲线(关于纵轴对称),由图线可以得到什么结论?