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小明利用压力传感器、电磁继电器、阻值可调的电阻R等元件,设计了一个汽车超载自动报...

小明利用压力传感器、电磁继电器、阻值可调的电阻R等元件,设计了一个汽车超载自动报警电路,如图1所示.他了解到这种压力传感器所受压力越大时,输出的电压U就越大,二者的关系如图2所示.闭合开关S,当继电器线圈中电流大于或等于20mA时,衔铁被吸合.已知传感器的输出电压U即为继电器控制电路的电源电压,线圈的电阻为20Ω.

(1)车辆不超载时,工作电路中绿灯亮;当传感器所受压力增大到一定程度时,红灯亮,说明汽车超载.请你判断灯      (填“L1”或“L2”)是红灯;

(2)某水平公路桥禁止质量大于或等于20t的车辆通行,要用小强设计的装置为此桥报警,R的阻值应调节为多少?

(3)在水平路面上,要使该装置报警,通过车辆的最小重力为多少?

(4)请你运用所学物理知识,说明超载的一项危害.

 

(1)L2; (2)R的阻值应调节为30Ω; (3)在水平路面上,要使该装置报警,通过车辆的最小重力为8×104N; (4)超载的汽车质量大,惯性大,急刹车后滑行距离大,容易出交通事故 【解析】 试题分析:(1)分析超载和不超载时,衔铁的位置及两盏灯的亮暗情况得出结论. (2)车对水平地面的压力等于它的重力,由图象求出压力传感器的阻值,然后由串联电路特点与欧姆定律求出R阻值. (3)当R为零时,由欧姆定律求出线圈两端电压,然后由图象求出此时压力传感器受到的压力,即车轮的最小重力. (4)可从惯性、压强两方面分析超载的危害. 【解析】 (1)由图示可知,车辆不超载时,控制电路中电流较小,电磁铁磁性较弱,衔铁被弹簧拉起,L1亮;车辆超载时,控制电路中电流增大,衔铁被吸下,衔铁接下端,L2亮,由题意知,L2是红灯. (2)车对水平地面的压力F=G=mg=20×103kg×10N/kg=2×105N, 由图象可知,此时的输出电压U=1V, 由欧姆定律可知电路总电阻: R总===50Ω, 电阻R的阻值: R=R总﹣R线圈=50Ω﹣20Ω=30Ω; (3)当R=0Ω,输出电压最小, 由欧姆定律可知输出最小电压: U0=IR线圈=0.02A×20Ω=0.4V, 由图象可知,此时压力传感器受到的压力: F′=0.8×105N=8×104N; 通过车辆的最小重力为8×104N; (4)超载的汽车质量大,惯性大,急刹车后滑行距离大,容易出交通事故;超载的汽车质量大,对地面的压强大,易损坏路面; 答:(1)L2; (2)R的阻值应调节为30Ω; (3)在水平路面上,要使该装置报警,通过车辆的最小重力为8×104N; (4)超载的汽车质量大,惯性大,急刹车后滑行距离大,容易出交通事故.  
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考点分析:
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物体重600N,放在水平地面上面,与地面的接触面积是500cm2(如图甲所示).

(1)物体放在水平地面上时,对地面的压强是多少?

(2)某工人用400N的力在10s内将物体匀速提高了5m(如图乙所示),拉力的功率是多少?滑轮组的机械效率是多少?

 

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如图所示的电路,开关S闭合,小灯泡L的电阻为10Ω,定值电阻R的阻值为15Ω(灯的电阻不随温度的变化而变化),求:

(1)电路的总电阻;

(2)请你任意的补充一个条件,提出问题,然后简答.(补充条件只需做一次)

 

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小张利用如图甲所示电路测定小灯泡的功率.被测小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω左右.实验室有如下器材:电源(电压为6V不变)、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、开关各一个、导线若干、滑动变阻器两只:R1(20Ω,0.5A)、R2(50Ω,0.5A).

(1)在小张所连接的电路中,有两根导线还没有连接好,请你帮他完成电路的连接(要求:滑动变阻器滑片向右移动,灯泡亮度变亮;其他的导线不要变动,导线不能交叉).

(2)实验前在检查仪器时,发现电流表指针如图乙所示,则接下来的操作是      .正确连接电路闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,灯泡都不亮,电压表示数接近6V,电流表示数几乎为0,电路的故障可能是     

(3)排除电路故障后,闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,多次测量,小张画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象(如图丙),则小灯泡的额定功率为      W.在多次测量中,小张还发现:当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比      (选填“变大”、“变小”或“不变”).

(4)小张又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验,发现在额定电压下工作时,灯泡亮度明显偏暗,小张仔细观察,发现这只灯泡的玻璃内壁变黑.灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时发生升华而变细,消耗的实际功率变      的缘故(选填“大”或“小”).

(5)灯泡的功率测量完毕,小张用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻更换电路中的灯泡,探究电流跟电阻的关系,得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图象,则小张应选用滑动变阻器      (选填“R1”或“R2”).若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω,则所选定值电阻的阻值为      Ω.

 

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如图是“探究什么情况下磁可以生电”的装置,导体ab、开关、灵敏电流表用导线连接,组成电路.

(1)实验中,我们通过电流表指针是否偏转来判断电路中是否有      ;通过指针偏转的方向判断     

(2)闭合开关,让导体ab在磁场中上下运动,发现电流表的指针      ;让导体ab静止,磁铁水平向右运动,则电流表的指针      .(选填“偏转”或“不偏转”)

(3)如果想进一步探究感应电流的大小与导体运动的快慢是否有关,则应闭合开关,保持其它条件不变,只改变      ,观察      得出结论.

 

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小华为了探究动能的大小与哪些因素有关,他设计了如图甲、乙所示的实验.

①让质量相同的两个小球沿同一光滑圆形轨道分别从A处和B处由静止释放,然后与放在水平面上的纸盒相碰,纸盒在水平面上移动一段距离后静止,如图甲所示.

②让不同质量的两个小球沿同一光滑圆形轨道分别从A处由静止释放,然后与放在水平面上的纸盒相碰,纸盒在水平面上移动一段距离后静止,如图乙所示.

上述甲、乙两组实验中:

(1)乙图中让不同质量的两个小球从同一高度静止释放的目的是     

(2)甲、乙两组实验分别说明了物体的动能大小与物体的            有关;

(3)上述实验中,利用纸盒被撞后移动的距离大小来比较物体的动能大小,下列四个实例中与此实验方法相同的有      (填序号);

A.根据磁场对磁体有力的作用来认识磁场:

B.保持电阻大小不变,改变电阻两端的电压值,观察电流如何随电压变化而变化;

C.研究电流的大小时,根据电流产生的效应大小来判断电流的大小;

D.认识电流大小时,用水流进行类比.

(4)如图丙所示,让小球从A点由静止释放,运动到C点时,若一切外力全部消失,则小球会沿      (选填a、b、c或d)路线继续运动,你判断的依据是     

 

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