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阅读短文,回答问题

压力传感器

压力传感器种类很多,电子秤中测力装置所使用的电阻应变式压力传感器就是其中的一种,它能够将被测量的压力信号转化成电压信号。电阻应变式压力传感器的原理如图1所示,金属梁右端为固定端,左端为自由端,金属梁的上、下表面各紧贴一块相同的应变片、应变片结构如图2所示,它主要是由基底、金属电阻丝和引线等组成,电阻丝固定在基底上,当应变片被拉长时,金属电阻丝同时被拉长,电阻线的电阻变大。反之,当应变片被压缩时,金属电阻丝变短,电阻丝的电阻变小。

当自由端受到向下的压力F时,金属梁向下弯曲,上应变片被拉长,下应变片被压缩。如果上、下金属电阻丝有大小不变的电流I通过时,上应变片引线间两端电压为U1,下应变片引线间两端电压为U2,传感器可以通过输出两个电压的差值U(U=U1-U2)来反映压力F的大小。

请回答下列问题:

(1)当应变片被拉长时,金属电阻丝的电阻会变大,原因是               

(2)当金属梁没有受到压力时,由于            ,所以U1=U2,U=0。

(3)当金属梁受力向下弯曲时,U1    ,U2    。(选填变大变小不变

 

(1)电阻丝的长度变大电阻变大; (2)上、下两应变片均没有发生形变,长度相等,电阻相等;(3)变大;变小 【解析】 试题分析:(1) 由第一段中的信息可知应变片被拉长时,金属电阻丝的电阻会变大;(2)由第二段对传感器的原理分析可知当金属梁没有受到压力时,由于上、下两应变片均没有发生形变,长度相等,电阻相等,则U1=U2,U=0;(3)上、下金属电阻丝有大小不变的电流I通过时,当金属梁受力向下弯曲时上应变片被拉长,电阻变大,故上应变片引线间两端电压为U1变大,下应变片被压缩,电阻变小,下应变片引线间两端电压为U2变小。 【考点定位】电阻的影响因素,材料信息题,欧姆定律  
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考点分析:
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物理课外兴趣小组利用下图所示的电路图进行一些电学实验,其中电阻R有20Ω、15Ω、10Ω、5Ω、1Ω五个供选择,滑动变阻器的规格是10Ω/1A。电源电压5V保持不变。

(1)用笔画线代替导线将图中电流表准确接入电路。

(2)在做探究导体的电流与电阻的关系的实验时,

选用哪三个电阻更合适?答:                

此实验对电阻两端电压的控制有什么要求?答:             

按要求接入电阻后闭合开关,发现电流表指针几乎不动,电压表指针向右偏转且超过满刻度,原因可能是              

(3)用一根导线代替电流表接入电路进行测量未知电阻Rx的实验。R先选用5Ω电阻接入电路,移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为2V,然后保持滑动变阻器的滑片不动,用Rx代替5Ω电阻接入电路,此时电压表示数为3V,则的阻值Rx     Ω。(保留小数点后两位)

 

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如图所示是探究物体动能的大小与哪些因素有关的实验装置,实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下,在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞,木块沿水平面向右运动直至停止。

(1)实验中是通过观察            来判断钢球的动能大小。

(2)让同一钢球从斜面的不同高度由静止开始滚下,目的是探钢球的动能大小与        的关系。

(3)换用质不同的钢球从斜面的相同高度由静止开始滚下,目的是探究钢球的动能大小与      的关系。

(4)木块最终会停下来的主要原因是        ,在此过程中木块通过       方式把动能转化为内能。

(5)如果木块在运动过程中所受的摩擦阻力为0,木块将                 

 

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如图所示是某品牌电炖锅的内部简化电路图,电炖锅上有1000 W400 W两档功率,档位可自动调节。其工作过程是:按下开关,自动选择1000 W档将汤煮至100 ℃,然后自动跳至400W档进行保温慢炖。设汤的初温为20℃,质量为3kg,汤的比热容为4.0×103Jkg·℃)。

求:(1)若电炖锅将汤从初温加热至100 ℃耗时20 min,在此过程中汤吸收的热量是多少?电炖锅的效率是多少?

2R1的阻值是多少?

3)电炖锅进入保温慢炖时,开关S会自动跳至“a”“b”哪个位置?试说明理由。

 

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小明骑车在某段平直的水平路面上由静止开始运动,共用时12s。小明重450N,自行车重250N,轮子与地面的总接触面积是2×10-7m2。图1是速度V随时间t变化的关系图像,小明在t=7s时刚好到达这段路程的中点。图2是动力F随时间t变化的关系图像。

(1)请问小明骑自行车在水平地面行驶时,对地面的压强为多大?

(2)在7-12 s内,自行车所受的摩擦阻力是多少?自行车克服摩擦阻力做了多少功?此时功率是多少?

(3)自行车在0-7 s内的平均速度是多少?(保留小数点后两位)

 

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如图1所示,图A、B、C、D、E是探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系实验的五个步骤。

(1)       两步骤可计算出圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力F=     N。      两步骤可得出物块排开水所受的重力G。比较F与G,可以得到浮力的大小跟物块排开水所受重力的关系。

(2)如图2所示是圆柱体物块从水面缓慢浸入水中时,根据实验数据描绘出弹簧测力计示数F随物块浸入深度h变化的关系图像。

分析图像可得:当物块没有浸没之前,h增大时,弹簧测力计示数     (选填变大变小不变)。当h=4cm时,物块所受的浮力为      N,浸滑后,h继续增大时,弹簧测力计示数为     N,该圆柱体物块的高度是      cm。

 

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