【題目】興趣小組同學(xué)在實驗室模仿工程師做“鋼梁承重后的下垂量h”的測試,小組同學(xué)用厚鋼尺制成了一座跨度為s的橋梁(如圖1),并設(shè)計了一個方便讀取“厚鋼尺橋梁受壓后下垂量”的測試儀,測試儀由壓力傳感器R與外部電路組成,(如圖2)。已測得跨度為s時,在一定范圍內(nèi),其下垂量h與壓力F滿足關(guān)系h=kF,k=1×10-3m/N;電路中電源電壓恒為12V,電阻R0=10Ω,電流表量程為0~0.6A.傳感器電阻R與壓力F的關(guān)系圖象如圖3,忽略傳感器與梁自重產(chǎn)生的影響。求:
(1)當(dāng)壓力F=0時,電路中的電流;
(2)電流表顯示電流為0.4A時,橋梁的下垂量;
(3)當(dāng)壓力F=32N時,電阻R0的功率。
【答案】(1)0.3A(2)0.02m(3)2.5W
【解析】
(1)當(dāng)壓力F=0時,根據(jù)圖象可知此時傳感器電阻R的阻值,然后根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律即可求出電路中的電流;
(2)電流表顯示電流為0.4A時,根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的特點求出傳感器電阻R的阻值,根據(jù)圖象可知此時壓力,根據(jù)下垂量h與壓力F滿足關(guān)系式求出橋梁的下垂量;
(3)根據(jù)圖象數(shù)據(jù)得出R與F的關(guān)系式,然后求出拉力為32N時傳感器電阻R的阻值,根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律即可求出電路中的電流;根據(jù)P=I2R求出R0的功率。
(1)由圖2可知:R0與R串聯(lián);
當(dāng)壓力F=0時,根據(jù)圖象數(shù)據(jù)可知:此時傳感器電阻R的阻值R1=30Ω,
則總電阻R總1=R0+R1=10Ω+30Ω=40Ω,
所以電路中的電流I1===0.3A;
(2)電流表顯示電流為0.4A時,根據(jù)I=可得:
總電阻R總2===30Ω,
根據(jù)串聯(lián)電路的總電阻等于各電阻之和可得:
傳感器電阻R的阻值R2=R總2-R0=30Ω-10Ω=20Ω;
根據(jù)圖象數(shù)據(jù)可知:此時壓力F2=20N,
根據(jù)h=kF可得:
橋梁的下垂量h2=kF2=1×10-3m/N×20N=0.02m;
(3)由圖象可知,F1=50N、R1=5Ω;F2=20N、R2=20Ω;根據(jù)R=aF+b可得:
5Ω=a×50N+b----------①
20Ω=a×20N+b----------②
解得:a=Ω/N,b=30Ω;
所以,R=Ω/N×F+30Ω,
則當(dāng)拉力為32N時,傳感器電阻R的阻值R″=Ω/N×32N+30Ω=14Ω,
根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律可得:
電路中的電流;
R0的功率P0=I″2R0=(0.5A)2×10Ω=2.5W。
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【題目】在“測量物質(zhì)的密度”實驗中:
(1)用調(diào)節(jié)好的天平測金屬塊質(zhì)量,天平平衡時砝碼及游碼在標(biāo)尺上的位置如圖甲所示,金屬塊質(zhì)量m為______g.
(2)用細線系住金屬塊放入裝有20mL水的量筒內(nèi),水面如圖乙所示,則金屬塊體積V為_______cm3.
(3)計算出金屬塊密度ρ=________g/cm3.
(4)實驗中所用細線會對測量結(jié)果造成一定誤差,導(dǎo)致所測密度值_____(“偏大”、“偏小”).
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【題目】現(xiàn)代生活中,人類對于能源的需求越來越大。如圖是我國西部某地區(qū)風(fēng)力發(fā)電的外景,風(fēng)力發(fā)電機主要是由風(fēng)機葉片和發(fā)電機組完成。已知該地區(qū)空氣密度平均為1.3kg/m3,年平均風(fēng)速為10m/s,該風(fēng)力發(fā)電區(qū)里一臺風(fēng)力發(fā)電機在不同風(fēng)速下獲得的風(fēng)能如下表所示:
平均風(fēng)速(m/s) | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
1min內(nèi)獲得的能量(×106 J) | 4.8 | 7.2 | 9.6 | 12 | 14.4 |
(1)100臺這樣的風(fēng)力發(fā)電機在一年里(總工作時間按4000h計算)獲得的風(fēng)能是____J,這相當(dāng)于______kg焦炭完全燃燒所釋放出來的能量(已知焦炭的熱值是3×107J/kg)。
(2)在風(fēng)力作用下,風(fēng)機葉片產(chǎn)生的動力通過傳動系統(tǒng)傳遞給發(fā)電機,發(fā)電機利用____的原理,把_____能轉(zhuǎn)化為電能。
(3)如果一臺風(fēng)力發(fā)電機把風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為80%,那么該地區(qū)一臺風(fēng)力發(fā)電機的電功率為___kW.
(4)請你寫出風(fēng)能的一個優(yōu)點:_____________________。
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【題目】如圖,電源電壓不變,R1、R2是兩個相同的電阻,當(dāng)閉合開關(guān)S1,斷開S2、S3,通電20min,電路產(chǎn)生的熱量為Q;同時閉合S2、S3,斷開S1,若要產(chǎn)生相同的熱量Q,則需通電
A. 5minB. 10minC. 20minD. 40min
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【題目】在探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中:
(1)如圖1,測出凸透鏡的焦距f=______cm。
(2)先將點燃的蠟燭放置在圖2的位置,移動光屏將得到一個______(選填“放大”或“縮小”)清晰的燭焰像;利用這一成像特點人們制成了______(選填“放大鏡”“投影儀”或“照相機”);
(3)接著將蠟燭移到25cm刻度處,此時若要在光屏上得到清晰的燭焰像,可以把光屏______(選填“向左”或“向右”)移動;若保持光屏不動,也可以在蠟燭和凸透鏡之間插入一塊焦距合適的______(選填“凹”或“凸”)透鏡。
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【題目】在“測量小燈泡電功率”的實驗屮(小燈泡標(biāo)有“2.5V”字樣)。
(1)如圖甲所示,正確連接電路后,閉合開關(guān),小明發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變附器,燈泡都不亮,電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù),則電路故障可能是_____ 。
(2)排除故障后,移動滑片P到某一位置時,電壓表示數(shù)如圖乙所示,為了繼續(xù)完成實驗,應(yīng)將滑片P向_____ 端移動。小明根據(jù)實驗所測的數(shù)據(jù),作出如圖丙所示的圖像,則小燈泡的額定功率為_____ W。
(3)測量結(jié)束后,小明應(yīng)先_________,然后拆除_________上的導(dǎo)線,再拆除其它導(dǎo)線。
(4)小明對本實驗進行了拓展思考,以下探究活動用該實驗裝置中的器材不能完成的是(_____________)
A.測量小燈泡的電阻
B.探究串聯(lián)電路電流的特點
C.探究串聯(lián)電路電壓的特點
D.探究電流與電壓的關(guān)系
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【題目】測電阻Rx的電路如圖甲所示,電源電壓恒定,R0為定值電阻,部分實驗步驟如下:
(1)開關(guān)閉合前,滑動變阻器R的滑片P應(yīng)該移到________(選填“A”或“B”)端;
(2)連接好電路,閉合開關(guān),移動滑動變阻器滑片P,某次電流表A2的示數(shù)如圖乙所示,A2讀數(shù)為________A。
(3)若測得電流表A1的示數(shù)為I1,電流表A2的示數(shù)為I2,則Rx=_____(用題中字母表示);
(4)多次移動滑動變阻器的滑片P,記錄每次實驗中電流表A1、A2的示數(shù),得到了如圖丙所示的I1—I2圖象。若R0=20Ω,由圖象求得被測電阻的阻值Rx= _____Ω
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【題目】歸納與演繹是科學(xué)學(xué)習(xí)中非常重要的科學(xué)方法,下表是興趣小組歸納“根據(jù)ρ=,運用浮力知識間接測量固體密度”的方法,請回答:
方法 | 實驗器材 | 操作過程 | 思維過程 | 數(shù)據(jù)處理 | 適用范圍 |
一 | 彈簧測力計 燒杯 水 | ∵m=V物=V浮= ∴ρ物=== | (1)ρ物=_____千克/米3 | ρ物>ρ浮 | |
二 | 量筒 細鐵絲 水 | …… (2)ρ物=_____(用V1、V2、V3、ρ水表示) | …… | ρ物<ρ浮 |
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【題目】“梁湖碧玉茶”是鄂州市梁子湖的特色農(nóng)業(yè)品牌,曾在“中茶杯”全國名優(yōu)茶評比中榮獲特等獎。下列對于沏茶和品茶過程中情境的解釋,正確的是
A. 沏茶時,杯內(nèi)水面上方出現(xiàn)白霧,這是汽化現(xiàn)象
B. 沏茶時,玻璃杯的外壁上會出現(xiàn)小水珠,這是液化現(xiàn)象
C. 品茶時茶香四溢,這是一種升華現(xiàn)象
D. 品茶時茶香四溢,這說明了分子在不停地做無規(guī)則運動
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