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某课外小组制作了一个测量物体质量的电子秤,其原理如图1所示.它主要由四部分构成:...

某课外小组制作了一个测量物体质量的电子秤,其原理如图1所示.它主要由四部分构成:托板和水平压力杠杆OBA,标有“10V  5W”字样的指示灯L(灯的电阻保持不变),压力传感器R(电阻值会随所受压力大小变化的可变电阻),显示质量大小的仪表(实质是电流表).已知电源电压为10V,OB=6cm,OA=30cm.压力传感器R的阻值与所受压力的关系如图2所示.若不计托板和杠杆组件的质量,不计摩擦.求:
(1)指示灯L的电阻;
(2)当压力传感器R的电阻为30Ω时,指示灯L的实际功率;
(3)当电流表的示数为0.1A时,电子秤托板上物体的质量.

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(1)由灯泡铭牌可知,灯泡额定电压是10V,额定功率是5W,由电功率的变形公式可以求出指示灯的电阻; (2)根据串联电路特点及欧姆定律可以求出电路电流,然后由电功率公式P=I2R求出灯泡的实际功率; (3)由串联电路特点及欧姆定律求出压力传感器R的阻值,然后由F-R图象求出此时对应的压力,由杠杆平衡条件求出被称量物体的重力,最后求出物体的质量. 【解析】 (1)∵P=, ∴灯泡电阻RL===20Ω; (2)当R为30Ω时,电路电流: I===0.2A, 灯泡实际功率PL=I2RL=(0.2A)2×20Ω=0.8W; (3)当电流表的示数为0.1A时,电路总电阻: R总===100Ω, 压力传感器阻值R=R总-RL=100Ω-20Ω=80Ω, 由F-R图象可知,当R=80Ω时,F=40N, 由杠杆平衡条件可得:G×OB=F×OA, 物体重力G===200N, ∵G=mg,∴物体的质量m==≈20.4kg; 答:(1)指示灯L的电阻是20Ω. (2)当压力传感器R的电阻为30Ω时,指示灯L的实际功率是0.8W. (3)当电流表的示数为0.1A时,电子秤托板上物体的质量是20.4kg.
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考点分析:
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①请你在以上虚线框内画出所设计的电路图;
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(2)小红问小明:“打开水龙头就可以得到水,干嘛不用水代替煤油?”对于这个问题,你认为最合理的是______
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(3)实验中,小明和小红发现烧瓶B中温度计的示数升高的快.这表明:在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越______,产生的热量越多.
(4)小红把实验装置作了一些改动:在相同的烧瓶A、B中装满煤油,用细玻璃管代替温度计做实验,当煤油温度上升时,会看到细玻璃管内的液面明显上升.初中实验中也用到这种思想和方法的是 (任举一例).

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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