【題目】某科技興趣小組制作了一艘小潛水艇.為了測定該潛水艇下潛在水中某深度時受到的壓強(qiáng),他們設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路,其中電源電壓U大小始終不變;R0是定值電阻;A為壓強(qiáng)表,其實(shí)質(zhì)是一只量程為0100mA的電流表;R 是一種壓力傳感器,它用于感應(yīng)壓力的受力面積為60cm2,已知該潛水艇未潛入水中時,電流表示數(shù)為24mA,實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)R所承受的壓力F=300N時,電流表示數(shù)為100mA,其阻值R隨壓力F變化的關(guān)系如圖乙所示.問:

(1)在電路中連入R0的目的是

(2)求定值電阻R0和電源電壓U.

(3)求在不影響壓強(qiáng)表正常工作時,潛艇在水中所能下潛的最大深度是多少?

【答案】(1)保護(hù)電路;(2)定值電阻R0為20Ω和電源電壓U為12V;

(3)潛艇在水中所能下潛的最大深度是5m

【解析】

試題分析:

(1)因?yàn)镽的阻值是變化的,所以串聯(lián)一個定值電阻R0可起到保護(hù)電路的作用;

(2)當(dāng)潛水艇未潛入水中時,傳感器受到的壓力F=0,由乙圖知對應(yīng)的電阻R=480Ω,此時電路中電流I=24mA=0.024A,

根據(jù)歐姆定律可得,U=I(R+R0

即:U=0.024A×(480Ω+R0)…①

當(dāng)R所承受的壓力F=300N時,由乙圖知對應(yīng)的電阻R′=100Ω,此時電路中電流I′=100mA=0.1A,

根據(jù)歐姆定律可得,U=I′(R′+R0

即:U=0.1A×(100Ω+R0)…②

由①②解得:R0=20Ω,U=12V;

(3)由圖象可知:潛水艇下潛的越深,受到的壓力F越大,R越小,則電路中的電流越大.當(dāng)電流I=100mA=0.1A時,下潛最深.

此時壓力傳感器的阻值:R′=100Ω,

由圖乙得:當(dāng)R′=120Ω時,F(xiàn)=300N,

此時受到水的壓強(qiáng):p===5×104Pa

由液體壓強(qiáng)的計(jì)算公式p=ρgh,

得此時水的深度:

h===5m.

練習(xí)冊系列答案
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1用細(xì)線將刻度尺懸掛在晾衣架上,調(diào)整懸掛點(diǎn)的位置,當(dāng)刻度尺在水平位置平衡時,記下懸掛點(diǎn)在刻度尺上的位置為0

2向水杯內(nèi)倒入適量的水,在水面處做一標(biāo)記,如圖甲所示。

3將石塊浸沒在水杯內(nèi)的水中,不取出石塊,將杯中的水緩慢倒入一個小桶中,至杯內(nèi)水面下降到標(biāo)記處石塊未露出水面,此時小桶中水的體積 選填大于小于等于石塊的體積。

4將石塊從水杯內(nèi)取出,放到另一個小桶中,將裝有石塊和水的兩個小桶分別掛在刻度尺的左右兩端,移動小桶在刻度尺上懸掛點(diǎn)的位置,直到刻度尺在 位置恢復(fù)平衡,如圖乙所示,記下這兩個懸掛點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為L1L2,則石塊的密度是 。

5實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,小紅反思自己的測量過程,由于從杯中內(nèi)取出的石塊沾水,導(dǎo)致最后的測量結(jié)果 選填偏大偏小不變。

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【題目】姍姍用礦泉水瓶做如下實(shí)驗(yàn):

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(2)排除故障后,為測定小燈泡的額定功率,應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使得電壓表示數(shù)為 V.

(3)如圖1是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪成的U﹣I圖象.根據(jù)圖2圖象提供的信息,可計(jì)算出小燈泡的額定功率是 W.當(dāng)滑動變阻器的滑片向左移動時,小燈泡的電阻將變 ;

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