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为探究平衡木受力特点,喜爱体操的小微设计了一个平衡木模型。整个装置如图甲所示AB...

为探究平衡木受力特点,喜爱体操的小微设计了一个平衡木模型。整个装置如图甲所示AB可绕支点O无摩擦转动,C处固定一竖直硬杆,硬杆的底部安装了压敏电阻片RR所在的电路放在了硬杆内(整个装置除硬杆以外,其它部分的重力均不计),且AB=5mOA=BC=1m,电源电压恒为3V,硬杆底部R阻值随地面对它的支持力F变化的关系如图乙所示,整个装置放在水平地面上,AB始终处于水平平衡状态,当重360N的小薇站在A点时,电流表的示数为0.1A,求:

1)小薇在A点时,C处受到硬杆的拉力;

2)小薇在A时,地面对硬杆底部R的支持力;

3)当电流表的示数为0.3A时,小薇距A点多少米?

 

(1) 120N;(2) 60N;(3) 2m 【解析】 本题考查欧姆定律、杠杠的平衡条件,根据欧姆定律和杠杆平衡条件分析求解。 (1)整个装置除硬杆以外,其它部分的重力均不计,根据杠杆的平衡条件可得 C处受到硬杆的拉力为 (2)小薇站在A点时,电流表的示数为0.1A,此时电路中的电阻 由乙图可知地面对硬杆底部R的支持力为60N。 (3)以硬杆为研究对象,小薇站在A点时,硬杆受到自身向下的重力作用,AB对硬杆向上拉力作用,以及地面对硬杆的支持力。AB始终处于水平平衡状态,即硬杆处于水平平衡状态,则三个力满足如下关系 AB对硬杆拉力与C处受到硬杆的拉力为一对相互作用力,故AB对硬杆拉力为120N,则,硬杆的重力为 当电流表的示数为0.3A时,即电路中电流=0.3A时,由欧姆定律可知此时压敏电阻的阻值为 由乙图知此时地面对它的支持力 此时地面对它的支持力300N大于硬杆的重力180N 则硬杆受到AB的压力作用,三个力满足如下关系 硬杆受到AB的压力为 则硬杆对C端的支持力 此时人在O点的左边,根据杠杆的平衡条件得 所以 小薇距A点 答:(1)小薇在A点时,C处受到硬杆的拉力为120N; (2)小薇在A点时,地面对硬杆底部R的支持力60N; (3) 当电流表的示数为0.3A时,小薇距A点2m。  
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如图甲是汽车的一种自动测量油箱内油量的简易装置,R是阻值均匀的变阻器,它的滑片连在杠杆的一端,当油箱内油面发生变化时,浮标通过杠杆使滑片P在电阻R上滑动,引起油量表的指针偏转。油量表实际上是一个有“00.6 A”和“03 A”两个量程的电流表,电源电压为12 V且保持不变,R010 Ω。当长方体油箱中有55升汽油时,测量表的指针满偏,此时R0两端的电压为6 V;当油箱中的汽油还有5升时,滑片P刚好在R的中点,油量表的示数如图乙所示,此时报警电路(图中未画出)开始自动报警,提醒司机尽快加油。油箱中汽油的体积V和变阻器接入电路的电阻R的关系如图丙所示。问:

(1)当油箱中油量下降时,油箱底部受到的压强______(选填“变大”或“变小”),油量表示数将________(选填“变大”或“变小”);

(2)油箱装满汽油时R0消耗的电功率是多少______

(3)变阻器R的总电阻是多少______

(4)当油量表的示数为0.4 A时,油箱里还有多少升汽油______

 

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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________

 

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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=12VR0=60ΩRF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。

 

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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

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______

 

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如图甲所示,电源电压U6 VS为单刀双掷开关,小灯泡L的电阻为RL10 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)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?(g10 N/kg

(3)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?

 

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