近日来,雾霾天气侵袭了河南大部,同时伴随有强风。某初中生设计了如图甲所示的一种测定风力的装置。当有风吹到迎风板上时,压敏电阻R的阻值会发生变化,工作时迎风板总是正对风吹来的方向。已知电源电压恒为4.5V,定值电阻R0阻值为1.0Ω。压敏电阻的阻值R与迎风板所承受风力F的关系如图乙所示。
(1)如图所示,风力表是由________(选填“电流”或“电压”)表改装而成;
(2)若迎风板的面积为100cm2,压敏电阻的阻值为0.5Ω时,求迎风板所承受的压强________;
(3)无风时,电路中电流是多少________?此时压敏电阻消耗的功率是多少________?
河南省实验中学初三物理兴趣小组为学校草坪设计了一个自动注水喷淋系统,其电路设计如图甲。控制电路电源电压U1=12V,R0=60Ω,RF为压敏电阻,电磁铁线圈电阻忽略不计;压敏电阻RF放置于水箱底部(图乙),其阻值与压力有关,阻值随水位变化关系如下表。工作电路包括注水系统和喷淋系统,其电源电压U2=220V;圆柱体水箱底面积S=0.4m2.当通过电磁铁线圈的电流大于等于0.1A时,衔铁恰好被吸下,注水系统停止工作,此时电流表示数I1=1A;当水位下降到1米时,衔铁恰好被拉起,注水系统开始给水箱注水,此时电流表示数I2=2A。
水位(米) | 0.25 | 0.50 | 0.75 | 1.00 | 1.25 | 1.50 | 1.75 | 2.00 | 2.25 |
压敏电阻RF阻值(欧) | 300 | 200 | 125 | 90 | 70 | 65 | 62 | 60 | 59 |
(1)水箱内的水位最高可以达到多少米?
(2)当水箱内水位下降到1米时,控制电路的电功率为多大?
(3)已知喷淋系统一直给草坪喷水,每秒钟喷水恒为0.001m3;注水系统工作时,每秒钟给水箱注水恒为0.005m3.求相邻两次开始给水箱注水的这段时间内,工作电路消耗的电能。
如图所示是某压力测力计的电路原理示意图。图中电源电压为7.5 V并保持不变;定值电阻R0的规格是“400 Ω 15 mA”,起保护电路的作用;Ⓖ是由灵敏电流表改装成的指针式测力显示器(电阻忽略不计,量程为20 mA);R是一种新型电子元件,在压力不超过600 N的前提下,其阻值随压力大小的变化规律如表格中数据所示。
压力F/N | 0 | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | … |
电阻R/Ω | 300 | 280 | 260 | 240 | 220 | 200 | 180 | … |
(1)R0上允许消耗的最大功率是多少______?
(2)分析表格数据可知:电子元件的阻值R随压力F变化的关系式是R=________;(写出数学表达式即可,不考虑单位)
(3)该测力计的量程是多少______?
(4)写出电流I与压力F的关系式______,说明该测力计的刻度是否均匀______;
(5)若要增大该测力计的量程,请说出一种改进方法______。
如图甲所示,电源电压U=6 V,S为单刀双掷开关,小灯泡L的电阻为RL=10 Ω,忽略温度对灯丝电阻的影响,R为某种压敏电阻,其阻值R与压力F成反比,如图乙所示,R的正上方装有一电磁铁P,其线圈电阻不计。
(1)在R上水平放置重量为10 N的铁制品,开关接a,小灯泡两端的电压为多少V?(保留一位小数)
(2)当开关接a时,当压敏电阻的功率达到最大时,放置铁制品的质量是多少?(g取10 N/kg)
(3)在R上水平放置重量为50 N的铁制品,开关接b,电压表稳定后的示数为5 V,则此时压敏电阻的阻值为多少Ω?电磁铁P对铁制品的吸引力为多少N?
如图是一种以柴油机为动力的抓斗起重机,其部分参数如表。求:
(1)起重机空载静止在水平地面上时,对地面的压强是2.4×105 Pa,它与地面的接触面积是多少?(g=10 N/kg)
(2)将1.0×104 N的物料抓举到最大高度用时15 s,起重机对物料做功的功率多大?
(3)起重机空载时以最大行驶功率行驶1 h,消耗柴油多少kg?(取q柴油=4×107 J/kg)
如图是一辆警车。空车质量为2.72t。某次执行任务时警车以108 km/h的速度沿水平路面匀速直线行驶时的输出功率为60kW(g取10 N/kg)。求:
(1)车上警察的总质量为280 kg,轮胎与路面接触的总面积为1 000 cm2,车静止时对水平路面的压强是多少?
(2)警车以108 km/h的速度水平匀速直线行驶时,所受阻力是多少?
(3)若警车发动机的效率为40%,警车以60 kW的输出功率行驶 10 min,消耗多少千克的柴油?(柴油的热值取4.0×107 J/kg)