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某学校一科技小组的薛悟理同学自行设计了一地磅,其原理如图所示。设电源两端电压U恒...

某学校一科技小组的薛悟理同学自行设计了一地磅,其原理如图所示。设电源两端电压U恒为定值,定值电阻阻值为R0,滑动变阻器的总电阻为R、总长度为l,滑动触头与托盘牢固连接,开始时触头位于变阻器最上端A,能随轻弹簧一起上下滑动。已知滑动变阻器的电阻与其接入电路的长度成正比,当对地磅施加压力F时,弹簧的长度会缩短l.

请回答:

(1)说明定值电阻R0的作用。

(2)若把质量为m的物体放在地磅上,推导并写出:

①此时滑动变阻器连入电路的电阻值Rp的表达式;

②此时电流表示数的表达式(反映电流表的示数I与待测物体质量m之间的关系式);并分析此地磅的刻度特点(刻度是否均匀)。

 

(1)保护电路;(2)见解析 【解析】 (1)保护电路 (1)当滑动变阻器接入电路中的电阻为0 Ω时,电路中的电流最大,电流表有烧坏的可能,则定值电阻R0的作用是分压限流,保护电路. 【解析】 (2)①设把物体放在地磅上时,弹簧缩短了 lm,由弹簧受力大小与形变量成正比得: =,则lm=l 由滑动变阻器的电阻与连入长度成正比得: =,则RP=R 将lm带入得:RP=(1-)R ②I==== I与m的关系不成正比例关系,故地磅的刻度不均匀  
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考点分析:
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某同学在做电学实验时,组装了如图所示的电路,定值电阻的阻值为R0.闭合开关,在滑动变阻器滑片PA端移到B端的全过程中,电路中部分物理量的变化规律如图所示。其中图2甲是表示电压表与电流表的关系图像,图2乙是表示滑动变阻器消耗的电能占电路消耗总电能的百分比与变阻器接入电路电阻的关系图像。求:

(1)电源电压。

(2)滑动变阻器接入电路的最大电阻值。

(3)2甲中经过a点的两条虚线与坐标轴所围面积表示什么物理量?大小是多少?

 

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如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻的阻值R0为已知。闭合开关S,使滑动变阻器的滑片由一端滑向另一端,依次测出变阻器上的滑片在abcd四个位置(ad为变阻器上的两端点)时电压表和电流表的示数,并将四组数据在UI图中描点、连线,形成图乙所示的线段ad.图中记下了滑片在a端时的电压为U0,在d端时电流为I0.请解答下列问题:

(1)说明电阻R0的作用;

(2)分析说明ad各是滑动变阻器的哪一端?

(3)求出滑动变阻器的最大阻值(用字母表示)。

 

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小聪使用两只电流表和一只定值电阻R(阻值已知),利用如图所示电路也完成了测量,实验过程如下:闭合开关,移动滑片,使电流表的示数I1______,此时小灯泡正常发光,读出电流表的示数为I,小灯泡正常发光时的功率为P______。(用已知量和测量量表示)

 

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小聪向老师借了一只定值电阻R(阻值已知),设计了如图所示的电路测量小灯泡的额定功率,实验过程如下:①先闭合开关SS1,调节滑动变阻器,当电流表的示数为______时,小灯泡正常发光;②将______,读出电流表的示数为I;③计算小灯泡的额定功率P______。(用已知量和测量量表示)

 

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小聪利用一最大阻值为R0的滑动变阻器,设计如图所示的电路也完成了该实验,实验过程如下:①闭合开关,使R2(最大阻值为R0)的滑片移动到最左端,调节R1的滑片使电压表示数为______V;②______,读出并记录电压表的示数U;③计算小灯泡的额定功率P______。(用已知量和测量量表示)

 

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