练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 初中物理 > 题目详情
    12．星光中学科技小组的小明同学自行设计了一个电子秤，其原理如图2所示，他试图用电压表的示数来反应物体质量的大小．设电源的电压为恒定U，定值电阻的阻值为R0，滑动变阻器的总电阻为R，总长度为L，滑动触头固定在安放托盘的轻质弹簧上，开始时触头位于变阻器最上端A，并能随轻质弹簧一起自由滑动（接触良好）．已知滑动变阻器的电阻与其接入电路的长度成正比：当在托盘放一质量为m0的物体时，弹簧的长度会缩短l，若托盘、弹簧的质量以及弹簧的电阻可以忽略不计，请根据上述内容和条件解答如下问题：
    （1）说明定值电阻R0的作用保护电路；
    （2）推导出此电子秤工作时，电压表示数Ux与被测物体质量m之间的关系式；
    （3）在图3中，画出电压表的示数Ux与待测物体质量m这间的关系图图象．

    分析 （1）当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，电流表有烧坏的可能，据此可知定值电阻R0的作用；
    （2）当在托盘上放质量为m的物体时，设弹簧缩短的长度为x，依据胡可定律得出x与质量m的关系；由题意可知，滑片向下移动的长度和弹簧缩短的长度相同，可得电阻丝接入电路的阻值，根据串联电路的特点得出电压表示数与m的关系；
    （3）由上面的分析知Ux与m成正比，画出图象即可．

    解答 解；（1）当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，电流表有烧坏的可能，则定值电阻R0的作用是保护电路；
    （2）由图2知，R、R0 串联，电压表测量滑片上面部分电阻的电压，由于电压表在滑片上，整个电阻R都接入电路，所以当滑片移动时，变阻器连入电路的电阻不变，电流不变；
    根据胡克定律有：x=$\frac{F}{k}$=$\frac{1}{k}$mg，
    当滑片向下移动的距离为x时，根据题意可得，滑片上面部分的电阻：
    Rx=$\frac{x}{L}$R，
    根据串联电路电流处处相等，有：$\frac{{U}_{x}}{{R}_{x}}$=$\frac{U}{R+{R}_{0}}$，
    则电压表的示数：Ux=$\frac{U}{R+{R}_{0}}$Rx=$\frac{U}{R+{R}_{0}}$•$\frac{x}{L}$R=$\frac{U}{R+{R}_{0}}$•$\frac{mgR}{kL}$=$\frac{UgR}{（R+{R}_{0}）kL}$m，
    （3）由（2）知Ux与m成正比，故图象如下：

    故答案为：（1）保护电路；（2）Ux=$\frac{UgR}{（R+{R}_{0}）kL}$m；（3）如图所示：

    点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，难点在于将胡克定律和欧姆定律结合起来使用，属于难题！

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    6．如图为实验室所用电流表的内部结构示意图．当给线圈通以从左向右的电流时，指针向右偏转，当给线圈通以从右向左的电流时，指针反向偏转．这是因为通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向与电流方向有关．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    7．如图所示的电路，电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合开关S后，滑动变阻器滑片自b向a移动过程中（　　）
    A．电流表示数将变大，电压表的示数与电流表A的示数之比变小
    B．电流表示数将变大，电压表  的示数与电流表A的示数之比变小
    C．电压表  的示数不变，电路消耗的总功率变大
    D．电压表 的示数变小，电路消耗的总功率变小

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    4．如图，在“探究平面镜成像的特点”实验时，首先为了验证像的虚实，在蜡烛1的像的位置竖直放一张白卡片，并在图中的B处（选填“A”、“B”、“C”或“D”）观察白卡片上是否有像，然后再将蜡烛1靠近镜面时，像的大小将不变．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    7．两只电灯L1和L2分别标有“6V 3W”和“2V 1W”字样，当它们并联在电路中，为了使两只灯泡都不被烧坏，所允许的最大电源电压为2V，此时灯泡L2（填”L1”或“L2”）亮度比较大．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    17．现有两只小灯泡L1和L2，它们的额定电压分别是2.5V和3.8V．
    （1）图甲是小红测量小灯泡L1额定功率的实物电路图（不完整）

    ①请用笔画线代替导线将实物电路图甲连接完整，要求：滑动变阻器的滑片P向左移动时，小灯泡变暗．
    ②正确连接电路后，闭合开关，移动滑片，发现灯泡L1不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障可能是灯泡短路．
    ③排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，记下多组I、U数据，并作出图乙所示的I-U图象，则小灯泡L1的额定功率为0.5W．
    （2）小华用两只电流表A1、A2和阻值为10Ω的定值电阻R0，连接了如图丙所示的电路，测出了小灯泡L2的额定功率．具体操作是：闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表A1的示数为0.38A，小灯泡L2正常发光，此时电流表A2的示数如图丁所示，则小灯泡L2的额定功率为1.596W．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    4．小明做“测定小灯泡电功率”的实验时，连接的实物电路如图甲所示，电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V．

    （1）用笔画线替代导线，将实物电路连接完整．
    （2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片，她发现灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表无示数，其故障原因可能是A．
    A、灯泡短路    B、灯泡断路    C、滑动变阻器短路   D、滑动变阻器断路
    （3）排除故障后，小明测量了不同电压下通过小灯泡的电流．当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为0.75W．
    （4）实验后，小明同学想到另一种求解额定功率的方法，利用电压小于2.5V时的电压电流数据求出电阻，然后利用 P=$\frac{{U}_{2}}{R}$ 计算出小灯泡的电功率．小明发现计算结果与真实值相比偏大，根据所学的知识，你认为原因可能是灯丝电阻随温度的升高而增大．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：计算题

    1．一列长为200米的火车做匀速直线运动，整列火车通过1.8千米长的大桥所用的时间是100秒．那么，这列火车行驶的速度是多少米/秒？

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    2．磁铁在吸引铁片时（　　）
    A．磁铁吸引铁片的力大于铁片吸引磁铁的力
    B．铁片不吸引磁铁
    C．磁铁与铁片相互吸引，而且力大小相等
    D．以上说法都不正确

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案