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如图甲所示,柱形储水箱的底面积为 400cm2,在其底部紧密嵌入一个压敏电阻 R...

如图甲所示,柱形储水箱的底面积为 400cm2,在其底部紧密嵌入一个压敏电阻 Rx(上表面与水接触并涂有绝缘漆,其阻值与储水箱水深 h 的关系如图乙所示),Rx 所在电路的电源电压为 30VA 为水位指示表(由量程为 0~0.6A 的电流表改成)。把重为 8N 的柱体 A 与重为 20N 的正方体 B 用细绳连接,放入水箱底部,B 未与 Rx 接触, A 的底面积为 200 cm2、高为 10 cmB 的边长为 10 cm。向水 箱中缓慢注水,当 AB 之间的绳子拉力为 4N 时停止注水,此时电流表的示数为 0.24A 。求:

1)电流表的示数为 0.24A 时,储水箱中水对水箱底部的压强;

2)若继续向储水箱中加水直至 B 对水箱底部压力刚好为 0,此时水面上升的高度;

3)在(2)问基础上,若再将 A 竖直向上提升 17cm,此时电流表的示数。(细绳的体积忽略不计且不会 被拉断)

 

 

(1)2400Pa;(2)3cm;(3)0.2A 【解析】 (1)根据欧姆定律可知,电流表的示数是0.24A时压敏电阻的阻值是 从图乙可以看到,储水箱中水的深度是,储水箱中水对水箱底部的压强是 (2)当A、B之间的绳子拉力是4N时,柱体A受到的浮力 由可得,柱体A排开水的体积 此时柱体A浸入水中的深度 继续向水箱加水,直至B对水箱底压力刚好为零时,A和B整体漂浮,此时整体排开水的体积是 此时柱体A排开水的体积是 此时柱体A浸入水中的深度是 则水面上升的高度 (3)绳子拉力是4N时,水箱内水的深度是,柱体A浸入水中的深度,则绳子的长度 B对水箱底部压力刚好为零时,水箱内水的深度 把A竖直向上提升9cm时,水下降的高度是 这时水面下绳子的长度 绳子再向上提升3.5cm时,容器内水面的深度不变,此时A提升的高度为 B上表面与水面相平,把A竖直向上提升17cm相当于此时提升B的高度 假设B排开水引起水面下降的高度为,则有 解得,此时容器内水的深度 由图像可知,这时压敏电阻的阻值,电流表的示数是 答:(1)电流表的示数为 0.24A 时,储水箱中水对水箱底部的压强是2400Pa;(2)若继续向储水箱中加水直至 B 对水箱底部压力刚好为 0,此时水面上升的高度是3cm;(3)若再将 A 竖直向上提升 17cm,此时电流表的示数是0.2A。  
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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

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?

 

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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。

 

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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AB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=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

 

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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00.6A)、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R140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:R220欧、R35欧和R41欧中哪个替换R0,替换后,最大称量时,电流表示数多大?

 

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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 SS1S2 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。

 

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