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如图甲所示的装置,电源电压U10V保持不变,R212Ω,导电性能良好的金属弹簧和金属指针P的电阻和重力均不计,金属块A的重力GA10NR1是一根水平放置的粗细均匀、总长L1m的金属棒,其电阻随长度均匀变化,总电阻为,两端都被定在绝缘支架上,它对指针P无压力,且接触良好。绝缘板BGB20N,当它从金属块A和地面间被抽出时,它的上下表面分别与A和地面之间产生的摩擦力为f1f2,且均为接触面间压力的0.2倍。当P置于金属棒左端a点时弹簧恰好处于原长。

(1)P置于金属棒的左端a点时,电流表的示数I1为多少?

(2)用水平拉力F1BA与地面之间匀速抽出,当金属块保持静止时,求水平拉力F1和弹簧拉力F2的大小。

(3)用水平向右的拉力拉动金属块A,使指针P逐渐从最左端a点向右移动,直至运动到b点,试求出电流表的示数I和指针P移动的距离x之间的关系式,并完成-x的图象。

 

答案:
(1)0.5A;(2)8N,2N;(3), 【解析】 (1)由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,当P置于金属棒的左端a点时,接入电路中的电阻最大,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,电路中电流表的示数 I1==0.5A (2)用水平拉力F将B从A与地面之间匀速抽出,当金属块保持静止时,金属块A下表面受到水平向右的摩擦力 f1=0.2G1=0.2×10N=2N 因金属块静止处于平衡状态,受到水平向左弹簧拉力和水平向右的摩擦力是一对平衡力,所以,弹簧拉力 F1=f1=2N 因金属块A下表面受到水平向右的摩擦力和A对B水平向左的摩擦力是一对相互作用力,所以,A对B水平向左的摩擦力 f1′=f1=2N 绝缘板B受到地面水平向左的摩擦力 f2=0.2(G1+G2)=0.2×(10N+20N)=6N 对B受力分析可知,受到水平向左A对B的摩擦力和地面的摩擦力、水平向右的拉力作用处于平衡状态,所以,由物体平衡时合力为零可得 F=f1′+f2=2N+6N=8N (3)因R1是一根水平放置的粗细均匀、总长L=1m的金属棒,其电阻随长度均匀变化,总电阻为8Ω,所以,指针P移动的距离为x时,R1接入电路中的电阻 此时电路中的电流 当x=0时 当x=0.2m时 当x=0.4m时 当x=0.6m时 当x=0.8m时 当x=1m时 利用描点法作图,如图所示: 答:(1)当P置于金属棒的左端a点时,电流表的示数I1为0.5A; (2)弹簧拉力F1大小为2N,水平拉力F的大小为8N; (3)电流表的示数I和指针P移动的距离x之间的关系式为,图像如上图所示。  
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如图,实验小组同学在“测量某种液体的密度”实验中,操作步骤如下:

1)把天平放在水平桌面上,游码放在零刻度线,发现指针位置如图甲所示,此时应将平衡螺母向_____(填左或右)调节,直到横梁水平平衡。

2)将适量待测液体装入烧杯,并放在天平的左盘,测量其质量,待天平平衡时,如图乙所示。然后将烧杯中的液体全部倒入量筒中,如图丙所示。再测出空烧杯的质量为28g。由此计算出液体的密度为__kg/m3

3)由于空烧杯可能有液体残留,这个因素将使液体这个密度测量结果______选填“偏大” 、 “偏小”或“没有影响”)。

4)小明想按照教材中“综合实践活动”要求制作简易密度计来测量液体密度。

取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入适量金属丝的目的是使吸管能竖直________在液体中。

将吸管放到水中的情景如图(a)所示,测得浸入的长度为 H;放到另一液体中的情景如图(b)所示,浸入的长度为 h。用 ρ ρ 分别表示液体和水的密度,用 ρ h H 表达液体密度的关系为:ρ ________

小明根据上述表达式标出刻度后测量食用油的密度,操作时出现了如图(c)所示的情形,这是因为密度计的重力_________它所受到的浮力(选填“>”、“<”或“=”)。在不更换食用油和密度计的情况下,仍用此密度计能正常测量食用油的密度,可以进行的改进操作是:_______(仅要求写一种,合理即可)。