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小明设计了一个测量物体质量的“电子托盘秤”,如图是其原理的示意图,其中托盘上放置...

小明设计了一个测量物体质量的“电子托盘秤”,如图是其原理的示意图,其中托盘上放置物体时,压力传感器R 电阻值会随所受压力大小发生变化,杠杆ABO可绕O点转动,电压表的量程为0-3V(可显示质量大小).已知OB:OA=1:3,电阻R=100Ω.压力传感器R表面能承受的最大压强为2×106Pa,压杆与压力传感器的接触面积为2cm2,压力传感器R的电阻值随所受压力变化的关系如下表所示.电源电压恒定不变,秤达到最大称量时,电压表的示数也达到最大值,托盘和杠杆组件的质量忽略不计.(取g=10N/kg)
压力F/N50100150200250300350400
电阻R/Ω45040035030025020015010050
求:(1)该压力传感器能承受的最大压力.
(2)电源电压.
(3)当电压表的示数为1V时,托盘上被测物体的质量.

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(1)知道能承受的最大压强由压强公式求最大压力; (2)电压表测量电阻R两端的电压,已知杆秤到最大称量时,电阻R两端的电压,从表格上可以看出此时压力传感器的电阻,根据公式I=可求电路电流,此时电阻R和R串联,根据公式U=IR可求电源电压. (3)根据欧姆定律先求出当电压表示数为1V时电路电流,压力传感器两端的电压等于电源电压减去电阻R两端的电压,从而求出压力传感器的电阻,根据图象可知压力传感器受到的压力,再根据杠杆平衡条件求出物体的重力,进一步求出质量. 【解析】 (1)压力传感器能承受的最大压力: F大=p大s=2×106Pa×2×10-4m2=400N; (2)杆秤到最大称量时,电阻R两端的电压U=3V, 由表格可知,此时压力传感器的电阻R=50Ω, 电路中的电流I===0.03A, 电源电压U=I(R+R)=0.03A×(100Ω+50Ω)=4.5V. (3)当电压表示数为1V时,电路中电流I1===0.01A, 压力传感器两端的电压UR=U-U1=4.5V-1V=3.5V, 压力传感器的电阻R===350Ω, 由图象可知压力传感器受到的压力F=100N, 根据杠杆平衡条件得:F×OA=G×OB, G==100N×3=300N, 所以托盘上物体的质量m===30kg. 答:(1)该压力传感器能承受的最大压力为400N. (2)电源电压为4.5V. (3)当电压表的示数为1V时,托盘上被测物体的质量为30kg.
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考点分析:
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(2)橡皮泥浸没在水中所受浮力.
(3)小明所做的小船能装载的货物最重为多大?
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一建筑工人,使用了如图所示的装置将建筑材料提上高处,已知建筑材料的质量为80kg,人对绳的拉力为500N,重物在拉力的作用下1min匀速上升了6m,绳重和摩擦不计.(取g=10N/kg)求:
(1)人在1min内做功的功率.
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在探究电流跟电阻和电压关系的实验中:
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(1)小明按图1的电路原理图连接了图2实物电路,其中有两个元件连接错误.它们分别是______. (只须填写连错的元件)
(2)重新连接电路后,在闭合开关前,滑动变阻器应处于______.开始实验时要先用开关S进行试触,如果电流表指针向左偏转,说明电流表的______
(3)正确连接电路后,第一次测出R1=10Ω、两端电压为3V时的电流.笫二次将电阻R1由10Ω换成15Ω,为了使电阻R1两端的电压仍然为3V,他应将滑动变阻器的滑动触头P向______端滑动.
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在探究重力势能与什么因素有关时,同学们经过讨论,提出如下猜想:重力势能的大小可能跟物体的质量有关;也可能跟物体的高度有关.下面是小明和小聪关于这个问题讨论后的实验设计.
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设计二:让质量为m和2m的两个大小不同的物体从同一高度落向插入沙坑中的木桩.
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(3)拓展:游乐场的过山车为什么不需要引擎来推动就能“翻山越岭”呢?原来过山车在开始运行时,是靠一个机械装置推上最高点的,但在第一次下行后,从这时起带动它沿轨道行驶的唯一“发动机”就是重力势能.在生产与生活中,利用了类似“发动机”的有______(举一例).
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(2)某实验小组用如图所示的装置来探究水的沸腾.观察水沸腾的实验装置时发现:在烧杯上加盖纸板,其优点是减少加热时间,其缺点是增大了烧杯中的气压,使水的沸点较常压时要高,解决的办法是______.某同学观察到沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程中的两种情况,如图中A、B所示,则图______是水沸腾前的情况.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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