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车辆超载是造成公路桥梁损坏的重要原因,因此限制车辆超载有着重要意义。某物理兴趣小组设计了一个模拟超载报警装置,如图甲所示。为了增大检测重量,他们使用了一个水平杠杆为支点,,模拟车辆放置在托盘内。已知电源电压恒定不变,报警器的阻值恒为,压敏电阻固定放置,压敏电阻的阻值与所受到的压力变化的关系如图乙所示。闭合开关S,托盘空载时,电流表的示数为;当模拟车辆重量逐渐增大,电流表示数达到时,报警器开始发出报警信号。托盘、压杆和杠杆的质量及压杆的大小均忽略不计。求:

(1)由图乙可知,压敏电阻的阻值随着所受到的压力增大而__;检测时,杠杆点受到的压力与杠杆端受到的支持力大小之比为__

(2)托盘空载时压敏电阻的阻值为__,电源电压为__V

(3)报警器刚好开始报警时,压敏电阻的阻值为__,设定的托盘限载重量为__N,电路消耗的总功率为__W

(4)若换用的电源,为保证报警器仍在原设定的托盘限载重量时报警,应在杠杆上水平调节托盘底部触点的位置。试计算说明触点应调节至距点多少处?______

 

答案:
减小 40 10 10 180 5 触点应调节至距点处 【解析】 (1)[1]由图乙可知,压敏电阻的阻值随着所受到的压力增大而减小。 [2]根据杠杆的平衡条件 将上式变形得 因为 所以 所以 (2)[3][4]由乙图数据可知,当踏板空载时,压力传感器的电阻为,已知,电源电压 (3)[5][6][7]电流表示数达到时,报警器开始发出报警信号,根据欧姆定律可知总电阻 此时压力传感器的电阻 由图象乙知所受到的压力为。由题知,为一水平杠杆,为支点,因,则 根据杠杆平衡条件可得 代入数据可得 解得 即踏板设定的最大压力值为;电路消耗的总功率 (4)[8]若电源电压变为,为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警,电路中的电流仍为,此时的总电阻 此时压力传感器的电阻 由图象可知,当传感器的阻值为时,对应的压力 根据杠杆平衡条件可得 代入数据可得 解得  
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如图甲,是研究小灯泡电阻的实验装置,灯泡的额定电压为,滑动变阻器最大阻值是,电源电压保持不变。

(1)用笔画线代替导线,将图中的器材连接成完整的电路。______

(2)连接完电路后,闭合开关,发现小灯泡发光较暗,且无论怎样移动滑动变阻器滑片P,小灯泡的亮度都不变,则原因可能是__

A.开关开路

B.电压表短路

C.滑动变阻器接的是下端两接线柱

(3)正确连接后,闭合开关,移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数。当滑片P移到某处,电压表示数为时,要使小灯泡正常发光,应__(选填“增大”或“减小”)滑动变阻器接入电路中的阻值。

(4)将所测数据绘制成如图乙所示的图象。由图可知:小灯泡的电阻是变化的,主要是因为小灯泡灯丝的__(选填“温度”、“长度”或“横截面积” 发生了变化;此小灯泡的额定功率是__W

(5)利用此装置还可以探究电流与电阻的关系,只需将图甲中的小灯泡换成不同阻值的定值电阻,并使定值电阻两端的电压保持不变,即可进行实验。

①接入某定值电阻后,闭合开关,移动变阻器的滑片P,当电压表的示数为时,电流表的示数如图丙所示,为__A,则接入的定值电阻的阻值为__

②实验时,为了确保不同定值电阻两端的电压能达到并保持不变,换用的定值电阻阻值不能大于__