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如图甲是小明设计的一种测定风力的装置,它可以根据电压表的读数反映风力大小,该装置...

如图甲是小明设计的一种测定风力的装置,它可以根据电压表的读数反映风力大小,该装置的迎风板与一轻弹簧的一端相接,穿在光滑的金属杆上(相当于滑动变阻器),弹簧是用绝缘材料制成的,原长为0.5m,受到压力后会缩短,其缩短的长度△L与它所受的压力F的关系如图乙所示.迎风板工作时总是正对着风吹来的方向.电路中左端导线与金属杆M端相连,右端导线接在N点并可随迎风板在金属杆上滑动,且与金属杆接触良好.金属杆粗细均匀,有一定的电阻,每10cm长的金属杆其电阻为0.1Ω.电路中电阻R1的阻值为1.5Ω,电源电压为9V.
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(1)合上开关S,没有风吹时,弹簧处于原长,此时金属杆的电阻为多大?
(2)弹簧处于原长时,电压表的示数是多少?
(3)由于风力的作用,迎风板向左压缩弹簧,使电压表读数为7.5V,此时作用在迎风板上的风力多大?
(1)根据每10cm长的金属杆其电阻为0.1Ω,求出金属杆的电阻的大小; (2)从电路图可以看出,R与R1串联,电压表测R1两端的电压,根据欧姆定律求出电路中的电流,进一步求出电压表的示数; (3)当电压表的示数为7.5V时,根据公式I=求出电路中的电流,根据公式R=求出此时金属杆的电阻,进一步求出金属杆接入电路的长度,根据图象可知弹簧的长度和对应的风力大小. 【解析】 (1)∵每10cm长的金属杆其电阻为0.1Ω, ∴金属杆的电阻为R=×0.1Ω=0.5Ω; (2)弹簧处于原长时,R与R1串联, 电路中的电流为I===4.5A, R1两端的电压为U1=IR1=4.5A×1.5Ω=6.75V,即电压表的示数为6.75V; (3)当电压表的示数为7.5V时, 电路中的电流I′=I1′===5A, 此时金属杆两端的电压为U2=U-U1′=9V-7.5V=1.5V, 金属杆的电阻R′===0.3Ω 金属杆接入电路的长度L=×10cm=30cm, △L=L-L=50cm-30cm=20cm 由图可知:弹簧的长度为20cm时,迎风板所受的风力对应为260N. 答:(1)弹簧处于原长时金属杆的电阻为0.5Ω; (2)弹簧处于原长时电压表的示数是6.75V; (3)电压表读数为7.5V时作用在迎风板上的风力为260N.
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考点分析:
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活动过程:
(1)小灯泡正常发光时的电阻为______Ω
(2)你准备采取什么措施,让灯泡能接到6V的电源上.且能调节亮度.简要说明你采取的措施______
(3)相互交流时,小强实验桌上的情景如图1.不少同学认为该调光灯不符合制作要求.请你指出不符合要求之处:______
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(4)小玲同学认为:可在小强的电路中再串联一只规格合适的定值电阻R(如图2)就能符合要求.请你根据题意和有关计算,确定R的规格
(5)还有同学提出另一种改进方案:如果不串联定值电阻,可以在滑动变阻器的适当位置上做标记(或加一个限位装置)限期它的调节范围,也能符合要求.请你说明,还需增加什么电学器材,这个改进方案才能实施;并说明.如何运用增加电学器材来达到你的目的.
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钩码总重G(N)钩码上升高度h(m)测力计拉力F(N)测力计移动距离s(m)
20.050.40.15
(1)如果按表中数据计算,滑轮组对钩码做的有用功为______J,人做的总功为______ J;
(2)对以上两个计算结果进行比较,其不合理之处是______,结合测力计放大图,可知小强的错误是______
(3)在该次实验中,所测滑轮组的机械效率η=______

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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