入数可得,;
,所以还要测蜡烛的质量m。
(2)根据牛顿第二定律可知:
10. 图甲所示是大型机械厂里用来称重的电子吊秤,其中实验称重的关键元件是拉力传感器,其工作原理是:挂钩上挂上重物,传感器中拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生形变,拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化;再经过相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号(电压或电流),从而完成将物体重量变换为电信号的过程。
(1)简述拉力敏感电阻丝的阻值随拉力变化的原因_____________________________。
(2)小明找到了一根拉力敏感电阻丝RL;其阻值随拉力变化的图像如图乙所示,再按图丙所示电路制作了一个简易“吊秤”,电路中电源电动势E约15V,内阻约2Ω;灵敏毫安表量程为10mA,内阻约5Ω;R是电阻箱,最大阻值是9999Ω;RL接在A、B两接线柱之间,通过光滑绝缘滑环可将重物吊起,接通电路完成下列操作。
a.滑环下不吊重物时,调节电阻箱,当电流表为某一合适示数I时,读出电阻箱的读数R1; b.滑环下吊上待测重物,测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ; c.调节电阻箱,使__________,读出此时电阻箱的读数R2;
设R-F图像斜率为k,则待测重物的重力G的表达式为G=____________(用以上测得的物理量表示),测=0.8,cos53°=0.6),R1、R2分别为1052Ω和1030Ω,则待测重物的重力G=__________N得θ=53°(sin53°
(结果保留三位有效数字)。
(3)针对小明的设计方案,为了提高测量重量的精度,你认为下列措施可行的是____________。 A.将毫安表换成量程不变,内阻更小的毫安表 B.将毫安表换成量程为10μA的微安表 C.将电阻箱换成精度更高的电阻箱
D.适当增大A、B接线柱之间的距离
【答案】 (1). 电阻丝受拉力时,长度增加而横截面积减小,根据电阻定律可知其阻值增大 (2). 电流表的示数仍为I (3).
(4). 132 (5). CD
【解析】(1) 电阻丝受拉力时,长度增加而横截面积减小,根据电阻定律知其阻值增大; (2)根据等效替代法测电阻,调节电阻箱,使电流表的示数仍为I; 由其阻值随拉力变化的图像可得得
,联立解得
,由平衡条件得
,可得待测重物的重力
,由等效替代法测电阻
;
(3) 为了提高测量重量的精度,将电阻箱换成精度更高的电阻箱,适当增大A、B接线柱之间的距离,根据闭合电路欧姆定理得电流表换成其他量程,故选CD。
11. 如图所示,光滑细管ABC,AB内有一压缩的轻质弹簧,上方有一质量m1=0.01kg的小球1;BC是半径R=1m的四分之一圆弧细管,管口C的切线水平,并与长度L=1m的粗糙直轨道CD平滑连接,小球与CD的滑动摩擦系数μ=0.3,,现将弹簧插销K拔出,球1从管口C水平射出,通过轨道CD后与球2发生弹性正碰,碰后,球2立即水平飞出,落在E点。球1刚返回管口C时恰好对管道无作用力,若球1最后也落在E点,(球1和球2可视为质点,
),求:
只有几毫安,所以不能将毫安表换成量程为10μA的微安表,或不能将毫安
(1)碰后球1的速度、球2的速度; (2)球2的质量; 【答案】(1)
(2)0.05kg
【解析】(1)球1刚返回管口C时恰好对管道无作用力,则以重力作为向心力:球1在CD水平面上所受的摩擦力:
球1从D→C过程,根据动能定理:由以上三式解得:
,
由于管道光滑,根据能量守恒,球1以速度v12从管口C出来 球1从C→D过程,根据动能定理:解得:
要使球1也落在E点,根据平抛运动的规律可知:
(2)1、2两球在D点发生弹性正碰,由题可知碰后球1的速度向左 根据动量守恒:根据能量守恒:由以上两式解得:
12. 如图所示,倾角为θ=37°的足够长平行导轨顶端bc间、底端ad间分别连一电阻,其阻值为R1=R2=2r,两导轨间距为L=1m,在导轨与两个电阻构成的回路中有垂直于轨道平面向下的磁场,其磁感应强度为B1=1T,在导轨上横放一质量m=1kg、电阻为r=1Ω、长度也为L的导体棒ef,导体棒与导轨始终良好接触,
2
导体棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5.在平行导轨的顶端通过导线连接一面积为S=0.5m,总电阻为r、匝数
N=100的线圈,在线圈内加上沿竖直方向,),(线圈中轴线沿竖直方向)且均匀变化的磁场B(图中未画出2连接线圈电路上的开关K处于断开状态,
,不计导轨电阻。求:
(1)从静止释放导体棒,导体棒能达到的最大速度是多少?
(2)导体棒从静止释放到稳定运行之后的一段时间内,电阻R1上产生的焦耳热为Q=0.5J,那么导体下滑
的距离是多少?
(3)现闭合开关K,为使导体棒静止于倾斜导轨上,那么在线圈中所加磁场的磁感应强度的方向及变化率
大小的取值范围? 【答案】(1)
(2)5m(3)
【解析】⑴对导体棒,由牛顿第二定律有
①
其中
②
,
由①②知,随着导体棒的速度增大,加速度减小,当加速度减至0时,导体棒的速度达最大有
③
⑵导体棒从静止释放到稳定运行之后的一段时间内,由动能定理有
④
根据功能关系有根据并联电路特点得由③④⑤⑥联立得
⑤ ⑥ ⑦
⑧
⑶开关闭合后,导体棒ef受到的安培力
干路电流 ⑨
电路的总电阻 ⑩
根据电路规律及⑨⑩得 ?
由⑧?联立得 ?
当安培力较大时由??得当安培力较小时
?
?
?
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