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小丽设计了一个防踩踏模拟报警装置,工作原理如图甲所示.ABO为一水平杠杆,O为支...

小丽设计了一个防踩踏模拟报警装置,工作原理如图甲所示ABO为一水平杠杆,O为支点,OA:OB=5:1,当水平踏板所受压力增大,电压表示数达到6V时,报警器R0开始发出报警信号已知电路中电源电压为8V,R0的阻值恒为15Ω,压力传感器R固定放置,其阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示,踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计试问:

(1)由图乙可知,压力传感器R的阻值随压力F的增大而_______

(2)当踏板空载时,闭合开关,电压表的示数为多少_________

(3)当报警器开始报警时,踏板设定的最大压力值为多少________

(4)若电源电压略有降低,为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警,刚踏板触电B应向_______(选填)移动,并简要说明理由_______

 

减小 3V 40N 左移 总电压降低则分压也降低,要求R0两端电压不变,另一电阻应减小,即压力增加,踏板施加压力不变时,由杠杆原理踏板应往左移增加动力臂长度 【解析】 (1)[1]如图乙所示,当压力增大时,传感器的电阻值会减小; (2)[2]闭合开关时,压力传感器和报警器串联,由图乙可知当踏板空载时,压力传感器的电阻为R=25Ω,此时电路中的电流 由I=得:报警器两端的电压 U0=IR0=0.2A×15Ω=3V, 即电压表示数; (3)[3]报警器R0开始发出报警信号时,U0′=6V,此时电路中的电流 传感器两端的电压 U传=U﹣U0′=8V﹣6V=2V, 传感器的阻值 由图象可知当传感器的阻值为5Ω时,对应的压力为8N,根据杠杆平衡条件可得: F压×OA=F踏×OB, 即 8N×5=F踏×1, 解得F踏=40N; (4)[4][5]一段时间以后电源电压会降低,R0两端分得的电压减低,根据串联电路的分压特点可知,应减小压敏电阻分担的电压,保证R0两端分得的电压不变,此时就应该减小压敏电阻的阻值,因电阻值随所受压力的增大而减小,所以应该增大压杆对传感器的压力,由杠杆平衡条件 F压×OA=F踏×OB 可知,OA不变,F踏不变,所以F压和OB成正比,要增大压杆对传感器的压力,应增大OB,即把踏板触点B向左移动.  
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考点分析:
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在课外活动中,同学们设计了一种物品自动筛选器,可将质量小于一定标准的物品自动剔除,其原理如图所示:放在水平轻质传送带上的物品,经过装有压敏电阻R的检测区时,使R的阻值发生变化,其阻值随压力,变化的关系如图所示.已知电源电压为12VR0为定值电阻,当电路中电压表示数小于2.4V时,机械装置启动,将质量不达标的物品推出传送带,实现自动筛选功能.gl0N/kg.试问:

1)当物品随传送带匀速运动时,物品_________(选填不受)摩擦力.

2)当检测区上没有物品时,电压表的示数为2VR0的阻值为多少?____

3)当压敏电阻的电功率最大时,电路中的电流为多少?_______此时在检测区上物品的质量是多少?________

4)电路中的电池使用一段时间后,电源电压会降低,能通过检测区物品的最小质量将______(选填增大减小).

 

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小强利用压力传感器、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__________________(选填“L1“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?(g10N/kg)

(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.

 

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如图所示,李明用额定电压为2.5V的灯泡和一只滑动变阻器对串联电路的电压规律进行了探究。

(1)请根据图甲的电路图,用笔画线代替导线,连接图乙的实验电路______

(2)闭合开关,发现灯泡L不发光,这时应首先观察电压表,若电压表无示数,则灯泡L不发光的原因可能是______;若电压表有示数,但示数远小于电源电压,则灯泡L不发光的原因可能是______

(3)上述问题解决后,李明参照图甲主要进行了如下操作,请将实验步骤填写完整。

①将滑片P移到适当位置,用电压表测出ab两点之间的电压U1

______

③保持滑片P不动,用电压表测出ac两点之间的电压U

④移动滑片P的位置,再重复步骤①、②、③两次;

⑤分析实验数据,得出串联电路中的电压规律为:______(写字母表达式)。

 

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探究并联电路中的电流关系实验中.

1)小明想测量干路电流,连接的电路如图甲所示,检查电路发现只有一根导线接错了,请在这根导线上打上×,并改正.

________

2)连接正确的电路后,闭合开关,电流表的示数为0.46A,请在图乙中画出指针的位置(O为指针转轴).

________

3)小明换用不同规格的灯泡,多次改变电表位置,将测量数据记录在下表中.

实验次数

支路电流I1/A

支路电流I2/A

干路电流I/A

1

0.30

0.16

0.46

2

0.20

0.20

0.40

3

0.24

0.34

0.58

 

分析数据得出结论:在并联电路中__________________,.

4)第1次实验发现,灯泡L1L2亮,则灯泡L1的电阻________灯泡L2的电阻;

若两灯泡灯丝长度相同,________的灯丝更细.

 

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学习了电路相关知识后,小明想给自家的养殖场设计一种呼叫装置,要求前后门来的客人均可呼叫,前门来的客人关闭开关,办公室的电铃响、红灯亮;后门来的客人关闭开关,办公室的电铃响、绿灯亮.请在图中帮助他画出符合要求的电路图(导线不得交叉).

 

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