小敏看到超载车损坏公路的新闻报道,设计了一个称量车重的模拟电路,将载重量转化成电流表示数,如图甲。电路由电源、称重计(电流表、量程0~0.6A)、定值电阻R0,滑动变阻器R1、弹簧和开关组成。已知电源电压8伏,滑动变阻器R1长40厘米、最大阻值20欧,且电阻的大小与其接入的长度成正比,弹簧的长度与受到压力之间的关系如图乙,当没有载物时,变阻器滑片指在上端,电流表示数是0.1A。
(1)定值电阻R0多大?
(2)最大载重时,该模拟电路的电流表示数多大?
(3)小华觉得最大称量时,该模拟电路的电流表示数应该过满量程的一半,则应选择定值电阻:R2=20欧、R3=5欧和R4=1欧中哪个替换R0,替换后,最大称量时,电流表示数多大?
如图甲所示,电源电压U=6V,S为单刀双掷开关(可选接a或b),小灯泡L的电阻为RL=8Ω,忽略温度对灯丝电阻的影响,R为某种压敏电阻,其阻值R与压力F变化关系如图乙所示,R的正上方装有一电磁铁P,其线圈电阻不计。
(1)在R上水平放置重为10N的铁制品,开关按a,通过小灯泡的电流是多大?小灯泡两端的电压为多少伏?
(2)在R上水平放置重量为50N的铁制品,开关接b,电压表稳定后的示数为4.8V,则此时压敏电阻的阻值为多少欧?电磁铁P对铁制品的吸引力为多少牛?
小明设计了如图所示的实验装置,通过测电流表的示数来探究不同物体在木板上所受摩擦力的大小。将物体放置在水平的长木板上,导电性能良好的弹簧右端与物体及滑动变阻器R1滑片P相连(不计滑片与滑动变阻器线圈间的摩擦;滑动变阻器长18cm,其阻值随长度均匀变化;弹簧处于原长时,指针正好指在a端。探究过程中,滑片P始终在a、b间,弹簧的左端固定在墙壁上。R0=5Ω,电源电压为3V.
问:(1)当滑片移动到ab中间位置时,电流表的示数是0.15A,求此时滑动变阻器的阻值。
(2)当滑片移动到距离b端6cm处时,求R0的实际功率。
(3)向右拉动长木板,当指针P稳定时,指在变阻器离a端15cm处,此时物体A相对长木板静止,受到的摩擦力为90N.求当电流表的示数是0.1A时,物体受到的拉力。
为探究平衡木受力特点,喜爱体操的小薇设计了一个平衡木模型。整个装置如图甲所示,AB可绕支点O无摩擦转动,C处固定一竖直硬杆,硬杆的底部安装了压敏电阻片R,R所在的电路放在了硬杆内(整个装置除硬杆以外其它部分的重力均不计),且AB=5m,OA=BC=1m,电源电压恒为3V,硬杆底部R阻值随地面对它的支持力F变化的关系如图乙所示,整个装置放在水平地面上,AB始终处于水平平衡状态,当重360N的小薇站在A点时,电流表的示数为0.1A。
求:(1)小薇在A点时,C处受到硬杆的拉力;
(2)小薇在A点时,地面对硬杆底部R的支持力;
(3)当电流表的示数为0.3A时,小薇距A点多少米?
如图装置是某“电子浮力秤”的原理图,电源电压恒为U,滑动变阻器的最大电阻为R,总长度为L,“LED指示灯”的电阻为0.5R.一内底面积为S的足够高的圆柱形容器,装上足量的密度为ρ的水后放在水平面上。水中漂浮一外底面积为0.3S的上端开口的金属圆筒,金属筒通过竖直硬杆与滑片P连接在一起。金属筒只能在竖直方向移动,其下底面始终水平,滑片P和硬杆及金属筒的总质量为M,闭合开关•当金属筒内未放入物体时,电压表示数恰好为零,然后向金属筒内放入物体(滑片P移动时受到的阻力忽略不计)。
求:
(1)当金属筒内未放入物体时,电路中的电流;
(2)当金属筒内放入质量为m的物体时,电压表的示数。