电子地磅在实际生活中用途越来越广,某常用的电子地磅的一种工作电路简化如图所示,显示质量大小的仪表V(实质是电压表)。
为了探究电子地磅的奥秘,小李在实验室找到了电源电压为6V的电源,一个定值电阻R0,一个压敏电阻,其说明书上写着电阻R的阻值与所受压力F变化的关系部分数据如下表所示。
压力F/N | 0 | 1 | 3 | 5 | 7 | 10 |
电阻R/Ω | 50 | 40 | 25 | 15 | 10 | 5 |
他按照如图(1)连接了地磅工作原理的电路。闭合开关后,他将厚度不计,重1N,底面积为50cm2,装有8cm深水的直柱形容器置于压敏电阻上,如图(2)甲所示,读出电压表此时示数为3V。他又用一根轻质细线系了一个小球,将球浸没在水中静止且不接触烧杯的底和侧壁,如图(2)乙,读出电压表示数为3.6V;他轻轻将球放下,如图(2)丙,读出电压表示数为4.5V。求:
(1)小球未放入时,水对容器底部的压力;
(2)电阻R0的阻值;
(3)小球的密度为多少?
甲、乙两地相距40km,在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线,已知每条输电线每千米的电阻为0.2Ω.现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,枪修员进行了如下操作:在甲地利用电源(电压恒为6v)、定值电阻Ro(阻值为20Ω)、电压表(量程为0~3V)以及开关等与输电线组成了一个检测电路(如图所示,电压表未画出):闭合开关后,电压表示数为2V;解答如下问题:
(1)根据题意判定电压表的连接位置,将它接入检测电路;
(2)计算出短路位置离甲地的距离。
喜爱物理的小夏发明了一个简易台秤,其内部电路图如图甲所示,其中R0为压敏电阻,它的阻值随所受压力的增大而减小,如表格所示,电流表的表盘被改装为台秤的示数。当电流表的示数达到最大值时,台秤达到称量的最大值。若电源电压为6V,电流表的量程为0~0.6A,定值电阻R的阻值为6Ω。求:
压力/N | 3 | 6 | 10 | 15 | 20 |
R0阻值/Ω | 24 | 20 | 14 | 6 | 4 |
(1)当电流表示数为0.2A时,台秤的示数为多少N?
(2)如图乙所示,在该台秤上放置一个重为25N的均匀柱体A,并用一根轻质不可伸长的细线绕过定滑轮(不计摩擦)将A与B相连,B是重为15N、高为12cm,且底面积SB=100cm2的均匀柱体,将B置于足够高的薄壁柱形容器中(该薄壁柱形容器底面积S容=200cm2)。B与薄壁容器底部无挤压,则此时电流表相应的读数为多少?
(3)若足够高的薄壁柱形容器重为6N,则在第(2)问的基础上,向薄壁容器中缓慢加入一定量的水,为了保证电路的安全,该薄壁柱形容器对支持面的最大压强是多少Pa?
小敏看到超载车损坏公路的新闻报道,设计了一个称量车重的模拟电路,将载重量转化成电流表示数,如图甲.电路由电源、称重计(电流表、量程0~0.6A)、定值电阻R0,滑动变阻器R1、弹簧和开关组成.已知电源电压8伏,滑动变阻器R1长40厘米、最大阻值20欧,且电阻的大小与其接入的长度成正比,弹簧的长度与受到压力之间的关系如图乙,当没有载物时,变阻器滑片指在上端,电流表示数是0.1A。
(1)定值电阻R0多大?
(2)最大载重时,该模拟电路的电流表示数多大?
(3)小华觉得最大称量时,该模拟电路的电流表示数应该过满量程的一半,则应选择定值电阻:R2=20欧、R3=5欧和R4=1欧中哪个替换R0,替换后,最大称量时,电流表示数多大?
如图所示的电路图,R1是阻值为 20Ω的定值电阻,R2为滑动变阻器,其上标有“80Ω 3A”的字样,两电流表量程均为 0~3A,灯泡上标有“6V 3W”的字样。当只闭合开关 S 时,灯泡恰好正常工作(不考虑温度对灯丝电阻的影响),求:
(1)灯泡正常工作时的电阻;
(2)电源电压;
(3)开关 S、S1、S2 均闭合时,在保证电路安全的情况下,R2所消耗电功率的变化范围。
如图甲所示,电源电压不变,、为定值电阻,为滑动变阻器,已知的阻值为.当闭合开关、、断开,将滑动变阻器滑片由一端移动到另一端时,电压表示数与变阻器连入电路的阻值变化图象如图乙所示,电流表的最小示数为;当闭合开关、、断开,将滑动变阻器滑片由一端移动到另一端时,得到电流表示数与连入电路的总电阻的阻值变化图象如图丙所示,求:
(1)电源电压;
(2)图乙中,电压表示数的最大值?