电学和力学综合题·题库(A)

§力学和电学综合题

*. 专家指出：我国居民看电视时，控制荧光屏亮度和声音大小可以节约电能。台20英寸彩色电视机，荧光屏最亮时功率80W，最暗时功率55W，声音大比声音小耗电多。问：（1）该电视机正常工作电压为多大？（2）如果该电视机每天使用4h，荧光屏最亮时每天消耗电能是多少？（3）从能的转化角度说明，电视机使用相同的时间，为什么声音大比声音小消耗电能多？

答案：（1）220V 0.25A

（2）0.32kW·h

（3）声音大时，电能转化为声能就多，故消耗的电能多。

（2008·厦门市）34。图22甲是某电子秤的原理示意图，电压表量程为0～3V（可对应显示质量大小）。已知电阻R0=60Ω，压力传感受器R的阻值随所受压力变化的图象如图22乙所示，压力传感受器表面能承受的最大压强为2×106Pa，压杆与压力传感器的接触面积是2cm2。设托盘和压杆的质量可以忽略不计，电源电压恒定不变。试求：

（1）该压力传感器能承受的最大压力；

（2）若要求传感器受到最大压力时，电压表示数达到最大值，则电源电压是多大？

（3）通过计算判断电子秤的刻度是否均匀。

[ 48：29-4。34]

[答案]（1）400N；（2）6V；

R0

（3）电压表示数U1=U

R0+R

将质量各为10kg、20kg、30kg时的R电

阻值代入，求得相应的电压值为12V、15V、

2V，可见电压表示数与被测质量不成一次

比例关系，该电子秤的刻度是不均匀的。

* （2007·福州市）如图是小明设计的电子秤（g取10N/kg）。

（1）已知压力传感器与托盘的接触面积为1×10-3m2，托盘的质量为1kg。压力传感器受到的压力和压强分别是多大？

（2）压力传感器R的阻值会随压力的大小发生变化，它们间的关系如下表所示。已知R0的阻值为50Ω，电源电压为30V。当电压表的示数为10V时，电流表示数多大？被测物体的质量多大？

压力F/N 0 50 100 150 200 250

电阻R/Ω300 220 165 120 100 90

答案：（1）10000Pa （2）19kg

*.（泰州中考题）在科技小组活动中，亮亮同学受图甲所示的电子秤的启发，自行设计了一个电子秤，其原理图如图乙所示，他试图用电压表（图中暂未画出）的示数来反映物质质量的大小。设电源的电压恒为U ，定值电阻为R 0，滑动变阻器的总电阻为R ，总长度为 l ，滑动触头固定在安放托盘的轻弹簧上，并能随轻弹簧一起自由滑动，已知对托盘每施加1N 的压力，弹簧的长度就会缩短a ，当托盘中不放物体时，滑动触头指在最上端，此时电压表的示数为零。当在托盘中放一物体时，滑动触头随弹簧向下移动到某一位置，于是电压表就指示出相应的示数。

（1）若在托盘上放一质量为m 的物体，则滑动触头向下移动多大的距离？ （2）请在原理图的适当位置接上符合要求的电压表。

（3）求出电压表的示数U 表与待测物体质量m 之间的关系式（用已知量的符合表示）

答案：（1）加1N 的压力，弹簧缩短a ，放质量为m 的物体，压力为m g ，则弹簧缩短mga ，即滑动变阻器的触头向下移动的距离 l 1 = mga.

（2）图略

（3）电路图中的电流为：I = U

R 0+R ，当在托盘中放质量为的物体时，滑动头下移 mga 变阻器滑动

头上端的电阻变为：mga l

R ，此时，电压表的示数U =

U R 0+R

·

mga l

R =

mgaRU l （R 0+R ）

*．（08·云南）有一种“压力测量仪”，其测量部分的原理如图甲所示，由压敏电阻R （电阻值随压力变化而变化）、数字式仪表P （电阻可忽略不计）、滑动变阻器、电池等组成电路。压敏电阻R 在一定范围内的电阻值与所受压力的关系如下表所示，R 0为滑动变阻器用作仪表P 的调零。台板部分的质量忽略不计，电源电压为12V 。

压力F / N 0 250 500 750 1000 压敏电阻值R/Ω

300

270

240

210

180

（1）在图乙坐标中作出压敏电阻的电阻值与压力的关系图线。 （2）由图线求压敏电阻为200Ω时，所受的压力是多大？ （3）台板上无物体，仪表P 示数为零时，R 0为100Ω，电路中的电流是多大？由于某种测量需要，在台板上放置一块重250N 的垫板，调整R 0使仪表P 示数为零，求此时调零电阻R 0消耗的功率。

第2题图

答案：（1）图略（2）820Ω～ 830Ω

（3）由图像分析可知，当压力为零时，R = 300Ω，求得I = 0.03A；当F = 250N，R = 270Ω时，调零后，

I = 0.03A，求得：R O = 130Ω，P0 = 0.117W.

（2007·镇江）30. 有一种测量压力的测力计，其原理图如图所示，电源电压为6V，并保持不变。R是一个压敏电阻，R0是一个阻值为400Ω的定值电阻，它能对压敏电阻R起保护作用。G是由量程很小的电流表改装成的指针式测力显示器，R的阻值可随压力F的大小变化而改变，其关系如下表所示且保持不变。

压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 ……

电阻R/Ω300 280 260 240 220 200 180 ……

（1）根据表中数据在坐标系中画出压敏电阻R的阻值随压力F的大小变化的图象。

（2）利用表中的数据或R的阻值随压力F的大小变化的图象，归纳出R的阻值随压力F的大小变化的关系式。

（3）若电阻R0的耐压值（即能承受的最大电压）为5V，则测力计的最大测量值为多少牛顿？

（4）通过推导压力F的大小与电流的关系式，说明该测力显示器的刻度是否均匀。

*.（黄冈市中考题）如图是一种测量小汽车内油箱装置的原理图。压力传感器R的电阻会随所受压力大小发生变化，油量表（由电流表改装而成）指针能指出油箱里油的多少。已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示：

压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 ……

电阻R/Ω500 380 310 245 200 170 150 ……

若压力传感器R的上表面面积为5cm2，汽油热值为4.6×107Ｊ/kg，密度约为0.71×103kg/m3，电源电压为6V。请回答：

（1）当油与油箱总重为600N时，压力传感器受到的压强是多大？

（2）若油箱内油为10kg时，汽油完全燃烧能放出的热量是多少？

（3）如果空油箱的质量为5.8kg，油量表指针指向2×10-2m3时，电路中电流是多少？

答案：（1） 1.2×106Pa （2）4.6×108Ｊ（3）0.03A