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小明设计了一个测量物体质量的“托盘秤”,如图(甲)是其原理示意图,其中托盘上放置...

小明设计了一个测量物体质量的“托盘秤”,如图(甲)是其原理示意图,其中托盘上放置物体,压力传感器R的电阻值会随所受压力大小发生变化,杠杆ABO可绕0点转动,电压表的量程为O~3V(可显示质量大小).已知OB:BA=1:2,电阻R=100Ώ.压力传感器R表面能承受的最大压力为400N,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图象如图(乙)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.
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求:(1)该压力传感器能承受的最大压强;
(2)电源电压;
(3)当电压表的示数为I.5V时,托盘上被测物体的质量.(取g=10N/kg)
(1)已知最大压力和接触面积,根据公式P=可求该压力传感器能承受的最大压强. (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,从图象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1.5V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)最大压强:Pmax===2×106Pa. 答:该压力传感器能承受的最大压强为2×106Pa. (2)杆秤到最大称量时,电阻R两端的电压U=3V, 由图象可知,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. 答:电源电压为4.5V. (3)当电压表示数为1.5V时,电路中电流I1===0.015A, 压力传感器两端的电压UR=U-U1=4.5V-1.5V=3V, 压力传感器的电阻R===200Ω, 由图象可知压力传感器受到的压力F=250N, 根据杠杆平衡条件得:F×OA=G×OB, G==250N×3=750N, 所以托盘上物体的质量m===75kg. 答:托盘上被测物体的质量为75kg.
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考点分析:
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产品型号:SWF18A5T-200
最大容积:1.8L
额定功率:2000W
额定频率:50Hz
额定电压:220V~
(1)电水壶中水的质量;
(2)根据电能表指示灯的工作情况求出电水壶烧水时消耗的电能和实际功率;
(3)电水壶加热的效率
(4)通过比较实际功率与额定功率大小关系,简要回答造成这种关系的一种可能原因.
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为保证江阴长江大桥以及过桥车辆的安全,工作人员在桥的入口处安装了“超载检测报警系统”.检测时,当车辆重量小于1×105N时,绿灯亮、红灯灭,表示可以通行;当车辆重量大于等于1×105N时,红灯亮、绿灯灭,表示禁止通行.系统中的电路元件如图(甲)所示,其中压敏电阻Rx在检测时承受车辆的全部重量,它的阻值随所受压力F变化的图象如图(乙)所示;R为定值电阻;电磁继电器线圈的阻值为20Ω,当流过线圈的电流大于等于30mA时,通电线圈的作用效果大于弹簧的作用效果,衔铁被吸下,动触点P和静触点M断开并和静触点N接通;电池组的电压为6V;绿灯、红灯的正常工作电压均为220V.
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(1)请在图(甲)中用笔画线代替导线完成电路连接.
(2)定值电阻R的阻值是多大?(要求有计算过程)
(3)运行一段时间后发现大桥依然破坏严重,于是管理部门作出当车辆重量小于8×104N才可以通行的规定.请你结合电路提出一种可行的调节方法.(压敏电阻不可以更换)
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某物理兴趣小组在老师的指导下做了水火箭升空实验.实验器材有:饮料瓶、气筒、自行车气门、铁丝、橡皮塞、水等.水火箭构造如图所示.根据老师的介绍,同学们了解到水火箭升空原理如下:在瓶中装适量的水,塞好瓶塞后放在发射架上.用气筒向瓶内打气,瓶内上方气体压强达到一定程度,高压气体将水和橡皮塞从瓶口压出,利用水的反冲作用把瓶推向高空.
(1)水火箭升空原理可利用我们所学过的______知识来解释.从能量转化角度来看,水火箭的动能是由______能转化来的.
(2)实验后小星提出了问题:水火箭上升高度与什么因素有关呢?
小星猜想:可能与瓶中气体的压强有关;
小华猜想:可能与瓶中水的体积有关;
小军猜想:可能与瓶子的形状有关;
你认为影响因素还有______(写出一点).
(3)实验小组通过试验发现,瓶塞插入深度不同,瓶塞被冲出前用气筒充气次数不同(设每一次充入气量相同),他们选用同一可乐瓶,瓶中水量为300ml.通过站在不同楼层观察员目测进行数据记录.考虑到安全做了三次,实验结果如下:
瓶塞塞入深度更深
高度(m)2512
这可验证水火箭上升高度与______有关的猜想是否正确的.
(4)为了验证小华的猜想,请你为她设计一个可行的实验步骤:______

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如图是小兰同学在“测量小灯泡的电功率”的实验中所连接的实物图.灯泡
的额定电压是2.5V,电阻约9Ω,滑动变阻器阻标有“20Ω  1A”字样:
(1)把电压表正确连入电路
(2)在开关闭合前,应将滑片P放在______端.(选填“A”或“B”)
(3)小兰合理地连接好电路,闭合开关,无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮.小兰分析产生故障的原因可能是:①小灯泡灯丝断了;②小灯泡短路;③滑动变阻器开路.(电流表、电压表均无故障)
请你依据表一中电流表、电压表示数可能出现的几种情况,帮小兰判断故障原因,并将其序号填写在表一对应的空格里.
表一:
电流表电压表故障原因
示数不为0示数为0
示数为0示数不为0
(4)排除故障后,小兰调节变阻器滑片的位置,使小灯泡两端电压分别为2V、2.5V、2.8V,依次测出通过小灯泡的电流,并观察发光情况,记录在表二中.当小灯泡正常发光时,电流表示数如图所示,此时小灯泡电阻是______Ω.小灯泡的额定功率是______W.(计算结果保留两位小数)
表二:
U/VI/AR/Ω灯泡亮度
20.258
2.5
2.80.329很亮
(5)请你根据实验中小灯泡两端电压分别为2V、2.5V、2.8V时灯泡的发光情况和电阻大小,提出一个合理的猜想:______
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回顾探究和实验:
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(2)在“研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中:
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①用弹簧测力计拉着木块在水平桌面上做______运动.
根据______条件可知,木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数.
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(4)如图是研究“牛顿第一定律”的实验装置,让同一小球从同一斜面相同高度由静止滚下,发现水平面越光滑,小球速度减小得越______.进一步推理得出,运动的物体在______时,将永远做匀速直线运动.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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