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3.青少年體重超標(biāo)正逐漸成為一個(gè)社會(huì)問(wèn)題,健康瘦身早已成為一種時(shí)尚.為了經(jīng)常測(cè)量體重,小宇家中買(mǎi)了一臺(tái)電子體重計(jì),其簡(jiǎn)化原理圖如甲所示,它主要由三部分構(gòu)成:帶踏板的壓力杠桿ABO(水平)、壓力傳感器R(電阻值會(huì)隨其所受壓力大小發(fā)生變化)和顯示體重大小的儀表A(實(shí)質(zhì)是量程為0~100mA的電流表).已知定值電阻R0=40Ω,AB:BO=7:1,壓力傳感器R的電阻值與所受壓力關(guān)系如乙圖所示,若杠桿組件的質(zhì)量忽略不計(jì),電源兩端電壓為12V且保持不變,在開(kāi)關(guān)閉合時(shí),請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)當(dāng)電流表的電流為50mA時(shí),壓力傳感器R兩端的電壓為多少?
(2)小宇在某次測(cè)體重時(shí),壓桿對(duì)壓力傳感器R壓力為120N且持續(xù)時(shí)間為40s,求在這40s內(nèi)體重計(jì)消耗的電能為多少?
(3)該體重計(jì)的最大稱量是多少千克?

分析 (1)由圖可知:壓力傳感器R和定值電阻R0串聯(lián),當(dāng)電流表的電流為50mA時(shí),根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求壓力傳感器R兩端的電壓;
(2)根據(jù)壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關(guān)系求出壓力傳感器R的電阻,最后根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流,再根據(jù)W=UIt求這40s內(nèi)消耗的電能.
(3)已知壓力傳感器R表面承受的壓力,根據(jù)杠桿的平衡條件求出該秤的最大稱量值,即人的體重G,最后根據(jù)G=mg求出質(zhì)量.

解答 解:
(1)由圖可知:壓力傳感器R和定值電阻R0串聯(lián),當(dāng)電流表的電流為50mA時(shí),
由I=UR可得,定值電阻R0兩端的電壓:
U0=IR0=0.05A×40Ω=2V,
根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于串聯(lián)的各部分電路的電壓之和可知:
壓力傳感器R兩端的電壓:
UR=U-U0=12V-2V=10V;
(2)根據(jù)圖象可知:當(dāng)壓桿對(duì)壓力傳感器R壓力為120N時(shí),壓力傳感器R的電阻為1.6×102Ω,
由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知:R=R′+R0=1.6×102Ω+40Ω=200Ω,
所以電路中的電流:
I′=UR(cāng)=12V200Ω=0.06A,
這40s內(nèi)體重計(jì)消耗的電能:
W=UI′t=12V×0.06A×40s=28.8J;
(3)由于電流表的量程為0-100mA,
由I=UR可知,電路中的最小電阻為:
R總min=UImax=12V0.1A=120Ω,
由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知,壓力傳感器R的最小阻值為:
Rmin=R總min-R0=120Ω-40Ω=80Ω,
根據(jù)圖象可知:壓力傳感器R表面承受的最大壓力F=160N,
由題知:AB:BO=7:1,所以AO:BO=8:1
由杠桿的平衡條件有:F×AO=F′×BO,
該秤的最大稱量值:
G=F′=F×AOBO=160N×81=1280N;
該秤的最大稱量值:
m=Gg=1280N10N/kg=128kg.
答:(1)當(dāng)電流表的電流為50mA時(shí),壓力傳感器R兩端的電壓為10V;
(2)在這40s內(nèi)體重計(jì)消耗的電能為28.8J;
(3)該體重計(jì)的最大稱量是128kg.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了杠桿的平衡條件的應(yīng)用和歐姆定律應(yīng)用以及電能的計(jì)算,關(guān)鍵是相關(guān)知識(shí)的靈活運(yùn)用,根據(jù)壓力傳感器R的電阻找到對(duì)應(yīng)的壓力.本題體現(xiàn)出物理在生活中的應(yīng)用,是一道好題.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來(lái)源: 題型:多選題

13.下列關(guān)于內(nèi)能、熱量、溫度說(shuō)法正確的是( �。�
A.物體溫度越低,所含的熱量越多
B.物體吸收熱量,它的溫度不一定升高
C.物體溫度升高,它的內(nèi)能一定增加
D.物體內(nèi)能減少,它一定放出熱量

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

14.如圖是一個(gè)玩具汽車(chē)上的控制電路,小明對(duì)其進(jìn)行測(cè)量和研究發(fā)現(xiàn):電動(dòng)機(jī)的線圈電阻為1Ω,保護(hù)電阻R為4Ω,當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S后,兩電壓表的示數(shù)分別為6V和2V,則(  )
A.電源電壓為8V
B.電路中的電流為4A
C.1分鐘電動(dòng)機(jī)消耗的電能為120J
D.電動(dòng)機(jī)工作時(shí)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,若將電阻R換成滑動(dòng)變阻器,可調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

11.下列數(shù)據(jù)中最接近生活實(shí)際情況的是( �。�
A.人的正常體溫是39℃
B.無(wú)線電波在空氣中的傳播速度約為340m/s
C.人正常步行的平均速度約是4km/h
D.教室門(mén)的高度約3m

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:填空題

18.某同學(xué)研究“物體在水平面上滑動(dòng)時(shí),所受滑動(dòng)摩擦力F的大小與哪些因素有關(guān)”.他利用玩具中的小電機(jī)帶動(dòng)同一物體,在不同材質(zhì)的水平面上以不同的速度v1、v2做勻速直線運(yùn)動(dòng),實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象如圖(a)、(b)、(c)所示.

①實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)摩擦力F的大小可以通過(guò)觀察彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)間接獲得,這是利用了二力平衡知識(shí).
②從圖中的信息可以判斷出:該同學(xué)猜想滑動(dòng)摩擦力F可能與接觸面的粗糙程度有關(guān).

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:填空題

8.某同學(xué)做了一個(gè)如圖所示的裝置,閉合開(kāi)關(guān),用外力使導(dǎo)體棒ab水平向移動(dòng),發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒cd也隨之運(yùn)動(dòng)起來(lái),則cd棒能運(yùn)動(dòng)的原因是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力運(yùn)動(dòng).

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題

15.在探究“電壓一定時(shí),電流跟電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,設(shè)計(jì)電路圖如圖甲所示.

(1)請(qǐng)根據(jù)圖甲電路圖用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將圖乙所示實(shí)物連接成完整電路(導(dǎo)線不允許交叉).
(2)當(dāng)把R=5Ω換成10Ω的定值電阻,閉合開(kāi)關(guān),則電壓表的示數(shù)會(huì)變大(填“變大”、“變小”或“不變”),接下來(lái)應(yīng)該把滑片向左(填“左”或“右”)滑動(dòng)才滿足實(shí)驗(yàn)的條件.
(3)連接好電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),多次改變R的阻值,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電壓示數(shù)保持不變,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表,其中第5次實(shí)驗(yàn)電流表示數(shù)如圖丙所示,其讀數(shù)為0.12A.
實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345
電阻R/Ω510152025
電流V/A0.60.30.20.15
(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論是當(dāng)電壓一定時(shí),導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比.
(5)將圖甲中的電阻R換成一個(gè)額定電壓為3.8V、阻值約為10Ω的小燈泡后,還可以測(cè)小燈泡的電功率,若要測(cè)該小燈泡的額定功率,則必須在連接成完整的圖乙電路基礎(chǔ)上,進(jìn)行的改接是電壓表更換大量程.
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

12.如圖所示的叉車(chē)是工業(yè)搬運(yùn)車(chē)輛,是指對(duì)成件托盤(pán)貨物進(jìn)行裝卸、堆垛和短距離運(yùn)輸作業(yè)的各種輪式搬運(yùn)車(chē)輛.某品牌叉車(chē)的相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示.
自重4300kg最大行駛速度20km/h行走方式內(nèi)燃式叉車(chē)
額定起重量2000kg起升高度3000mm額定功率63kW
某次裝貨過(guò)程中,該叉車(chē)載著2000kg貨物以最大行駛速度水平行駛將貨物送往1km貨車(chē)處,然后將2000kg貨物舉高2m.叉車(chē)水平行駛過(guò)程中受到阻力為總重的0.03倍.g=10N/kg.求:
(1)叉車(chē)行駛1km克服摩擦力做的功.
(2)將貨物舉起時(shí)對(duì)貨物做的功.
(3)若在整個(gè)過(guò)程中消耗汽油0.5L,計(jì)算叉車(chē)的效率.(q汽油=4.6×107J/kg,ρ汽油=0.72×103kg/m3
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

13.小明在“造船比賽”中用三塊大小相同的橡皮泥做成小船,把它們放在盛有水的水槽中,然后往小船內(nèi)放入不同質(zhì)量的物體,它們均能漂浮在水面上,如圖所示.針對(duì)此現(xiàn)象,下列說(shuō)法正確的是(  )
A.三只小船受到的浮力相等
B.三只小船底面受到的壓強(qiáng)相等
C.小船所裝物體越重,受到的浮力越大
D.小船所裝物體越輕,受到的浮力越大

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同步練習(xí)冊(cè)答案
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