小明观察到高速公路进出口处设有测量货车重力检测装置,他利用学过的

综合与其它 已结 1 1086
sky01
sky01 2020-10-23 06:08

小明观察到高速公路进出口处设有测量货车重力检测装置,他利用学过的物理知识设计了一套测量货车重力的模拟装置,其工作原理如图甲所示。OAB为水平杠杆,OB1mO为支点,OAAB=14,平板上物体所受重力大小通过电流表读数显示。已知定值电阻R0的阻值为10Ω,压力传感器R固定放置,R的阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示。平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。

image.png 

(1)当电池组电压U012V,平板上物体所受重力分别是80N100N时,闭合开关S,分别求出电流表的读数;

(2)电池组用久后电压变小为U1,这时平板上物体重100N时,电流表读数为0.3A,求U1的大小;

(3)在第(2)问情况中,电池组电压大小为U1,要求平板上重为100N的物体对应的电流表读数和电池组电压U012V的情况下相同,小明采取了两种解决办法:

①其它条件不变,只更换电阻R0,试求出更换后的R0的大小。

②其它条件不变,只水平调节杠杆上触点A的位置,试判断并计算触点A应向哪个方向移动?移动多少厘米?


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1条回答
  •  洪老师
    洪老师 (最佳回答者)
    2020-10-23 06:28

    【解析】

    (1)由杠杆平衡条件可知,当

    FA180NFA2100N

    FA1·OAFB1·OB

    80N·OAFB1·OB

    FA2·OAFB2·OB

    100N·OAFB2·OB

    由题意可知

    OAAB=14

    OAOB=15

    解得

    FB116NFB220N

    R的阻值随所受压力F变化关系图象得

    R130ΩR220Ω

    由欧姆定律得

    image.png

    (2)U1的大小

    U1=IR2=I0(R2R0)0.3A×(20Ω+10Ω)=9V

    (3)①其它条件不变,只更换电阻R0R0,由题意得

    U1=I2R2=I2(R2R0)

    9V=0.4A×(20Ω+R0)

    解得

    R02.5Ω

    ②其它条件不变,只向左调节A触点Lcm,压力传感器阻值为R3

    U1=I2R3=I2(R3R0)

    9V=0.4A×(R310Ω)

    解得

    R312.5Ω

    从图象可知FB323N,由杠杆平衡条件

    FB3·OBFA2·(OAL)

    23N×1m100N×(×1mL)

    解得

    L3cm

    (1)平板上物体所受重力分别是80N100N时,闭合开关S,电流表的示数分别为0.3A0.4A

    (2)U1的大小是9V

    (3)①其它条件不变,只更换电阻R0,更换后的R0的大小是2.5Ω

    ②其它条件不变,只水平调节杠杆上触点A的位置,触点A应向左移动,移动3厘米。


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