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某物理兴趣小组设计了一个拉力传感器,工作原理如图所示。其中M、N均为绝缘材料,将...

某物理兴趣小组设计了一个拉力传感器,工作原理如图所示。其中MN均为绝缘材料,将N固定在地面上,PQ间是可伸缩导线(电阻不计),弹簧上端M和滑动变阻器R2的滑片P固定在一起,电源电压为12V,拉力F竖直向上。闭合开关S,当拉力为10N时,电流表示数为1A,电压表示数为2V

(1)拉力F10N时,求R2接入电路的阻值大小;

(2)拉力F10N时,求10sR1产生的热量;

(3)已知拉力F的大小与滑动变阻器R2接入电路的阻值大小成正比例关系,即F=kR2,求k的数值,拉动M,当电压表示数为8V时,求拉力F的大小。

 

(1)2Ω;(2)100J;(3)5N/Ω,100N 【解析】 (1)由图可知,R1、R2串联,电压表测R2两端电压,电流表测电路中电流,拉力F为10N时,R2接入电路的阻值大小 (2)拉力F为10N时,由串联电路电压的规律可知R1两端的电压 U1=U-U2=12V-2V=10V 串联电路中各处的电流相等,通过R1的电流为1A,R1的阻值 R1= 10s内R1产生的热量 Q=I12R1t=(1A)2×10Ω×10s=100J (3)拉力F为10N时,滑动变阻器R2接入电路的阻值是2Ω,拉力F的大小与滑动变阻器R2接入电路的阻值大小成正比例关系,即 F=kR2 k= 当电压表示数为8V时,R1两端的电压 U1′=U-U2′=12V-8V=4V 通过电路的电流 I′=I1′==0.4A 滑动变阻器R2接入电路的阻值 R2′==20Ω 因为 F=kR2=5N/ΩR2 所以 F′=5N/Ω×20Ω=100N 答:(1)拉力F为10N时,R2接入电路的阻值大小是2Ω; (2)拉力F为10N时,10s内R1产生的热量是100J; (3)k的数值是5N/Ω,拉动M,当电压表示数为8V时,拉力F的大小是100N。  
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某型号汽车整车与驾驶员的总质量是2060kg,驾驶员驾驶该汽车在平直公路上匀速行驶进行车型测试,测试过程中消耗汽油的体积为1.5×10-3m3g=10N/kgρ汽油=0.7×103kg/m3q汽油=4.5×107J/kg,)求:

(1)汽车与驾驶员的总重力;

(2)测试过程中消耗汽油的质量;

(3)假设汽油完全燃烧,汽油机的效率为40%,汽车在测试过程中做的有用功是多少。

 

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在“测量小灯泡的电功率”实验中,选用器材如下:2节干电池、额定电压为2.5V的小灯泡(额定功率小于1W)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。

(1)请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整______

(2)正确连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于______端(选填“A”或“B”);

(3)闭合开关后,移动滑片,发现小灯泡不亮、电流表无示数、电压表有示数,则该电路的故障可能是______(选填序号);

A.小灯泡短路            B.小灯泡开路            C.电流表开路

(4)排除故障后,通过正确操作使小灯泡正常发光,电流表的示数如图乙所示,则该小灯泡的额定功率为______W

(5)实验时,小明组的电流表坏了,他找来了一个已知阻值的定值电阻R0,设计了图丙电路,测小灯泡的额定功率,连好电路后,操作步骤如下:①断开S1、闭合S2,移动滑片,使电压表示数等于灯泡的额定电压U;②保持滑片位置不变,断开S2、闭合S1,记下电压表示数U。则小灯泡额定功率表达式:P=______(用UUR0表示)。

 

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“测滑轮组的机械效率”的实验数据如下表:

实验次数

物重GN

物体上升高度hm

拉力FN

绳子自由端移动距离sm

机械效率η

1

4

0.1

2.0

0.3

66.7%

2

5

0.1

 

0.3

69.4%

3

6

0.1

2.6

0.3

 

(1)实验时,应沿竖直向上的方向______拉动弹簧测力计;

(2)2次实验中弹簧测力计的示数如图所示为______N

(3)3次实验滑轮组的机械效率是______;(保留一位小数)

(4)如果用这个滑轮组提升7N的重物,则它的机械效率可能是______(选填序号)。

A60%            B70%            C80%

 

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图甲是小明探究“固体熔化过程的规律"实验装置图。

(1)实验中通过烧杯中的水对试管加热,目的是______

(2)每隔lmin记录一次物质的温度及状态,作出如图乙所示的温度随时间变化规律的图像,由图乙可知该物质是______(选填“晶体”或“非晶体”);

(3)比较图乙中的AB段与CD段可知,物质AB段的比热容______(选填“大于”、“小于”或“等于”)CD段的比热容。

 

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请用笔画线代替导线,按安全用电要求将开关、灯泡接入家庭电路中(开关控制灯泡)。

 

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