2018届高考物理二轮复习第十一章交变电流传感器提能增分练传感器的简单应用
- 格式:doc
- 大小:416.00 KB
- 文档页数:7
提能增分练传感器的简单应用1.(多选)(2020·海南高考)图(a)所示,理想变压器的原、副线圈的匝数比为4∶1,R T为阻值随温度升高而减小的热敏电阻,R1为定值电阻,电压表和电流表均为理想交流电表。
原线圈所接电压u随时间t 按正弦规律变化,如图(b)所示。
下列说法正确的是( )A.变压器输入、输出功率之比为4∶1B.变压器原、副线圈中的电流强度之比为1∶4C.u随t变化的规律为u=51sin(50πt)(国际单位制)D.若热敏电阻R T的温度升高,则电压表的示数不变,电流表的示数变大解析:选BD 由题意,理想变压器输入、输出功率之比为1∶1,选项A错误;变压器原、副线圈中的电流强度与匝数成反比,即I1I2=n2n1=14,故选项B正确;由题图(b)可知交流电压最大值U m=51 V,周期T=0.02 s,角速度ω=100π rad/s,则可得u=51sin(100πt)(V),故选项C错误;R T的温度升高时,阻值减小,电流表的示数变大,电压表示数不变,故选项D正确。
2.(多选)如图所示,R1、R2为定值电阻,L为小灯泡,R3为光敏电阻,当照射光强度增大时( )A.电压表的示数增大B.R2中电流减小C.小灯泡的功率增大D.电路的路端电压增大解析:选ABC 当照射光强度增大时,R3阻值减小,外电路电阻随R3的减小而减小,R1两端电压因干路电流增大而增大,电压表的示数增大,同时内电压增大,故电路路端电压减小,A项正确,D项错误;由路端电压减小、R1两端电压增大知,R2两端电压减小,则R2中电流减小,故B项正确;由干路电流增大知流过小灯泡的电流增大,则小灯泡的功率增大,故C项正确。
3.(多选)某一电学黑箱内可能有电容器、电感线圈、定值电阻等元件,在接线柱间以如图所示的“Z”字形连接(两接线柱间只有一个元件)。
为了确定各元件种类,小华同学把计算机辅助实验系统中的电流传感器(相当于电流表)与一直流电源、滑动变阻器、开关串联后,分别将AB、BC、CD接入电路,闭合开关,计算机显示的电流随时间变化的图像分别如图a、b、c所示,则以下判断中正确的是( )A .AB 间是电容器B .BC 间是电感线圈C .CD 间是电容器D .CD 间是定值电阻解析:选ABD 直流电路中接入电容器后,充电电流逐渐减小;接入电感线圈后由于自感作用,电流逐渐增大;接入定值电阻后,电流保持一定值,故AB 间为电容器,BC 间为电感线圈,CD 间为定值电阻,所以A 、B 、D 正确,C 错误。
第2讲变压器、电能的输送一、理想变压器基本关系1.构造如图1所示,变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的.图1(1)原线圈:与交流电源连接的线圈,也叫初级线圈.(2)副线圈:与负载连接的线圈,也叫次级线圈.2.原理电流磁效应、电磁感应.3.基本关系式(1)功率关系:P入=P出.(2)电压关系:错误!=错误!。
(3)电流关系:只有一个副线圈时错误!=错误!。
由P入=P出及P=UI推出有多个副线圈时,U1I1=U2I2+U3I3+…+U n I n。
[深度思考]请你根据以上分析总结理想变压器原、副线圈功率、电压和电流的决定关系.答案(1)电压:副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定.(2)功率:原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定.(3)电流:原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定.二、远距离输电问题1.减少输电电能损失的两种方法(1)理论依据:P损=I2R。
(2)减小输电线的电阻:根据电阻定律R=ρ错误!,要减小输电线的电阻R,在保证输电距离情况下,可采用减小材料的电阻率、增大导线的横截面积等方法.(3)减小输电导线中的电流:在输电功率一定的情况下,根据P=UI,要减小电流,必须提高电压.2.远距离高压输电的几个基本关系(以图2为例)图2(1)功率关系:P1=P2,P3=P4,P2=P损+P3.(2)电压、电流关系:U1U2=n1n2=错误!,错误!=错误!=错误!,U2=ΔU+U3,I2=I3=I线.(3)输电电流:I线=错误!=错误!=错误!.(4)输电线上损耗的电功率:P损=I线ΔU=I错误!R线=(错误!)2R线.当输送功率一定时,输电电压增大到原来的n倍,输电线上损耗的功率就减小到原来的错误!.[深度思考] 根据以上分析,请你总结输电线路功率损失的计算方法有哪些?答案(1)P损=P-P′,P为输送的功率,P′为用户所得功率.(2)P损=I错误!R线,I线为输电线路上的电流,R线为线路电阻.(3)P损=错误!,ΔU为输电线路上损失的电压,R线为线路电阻.(4)P损=ΔUI线,ΔU为输电线路上损失的电压,I线为输电线路上的电流.1.判断下列说法是否正确.(1)变压器不但能改变交变电流的电压,还能改变交变电流的频率.(×)(2)理想变压器能改变交变电压、交变电流,但不改变功率,即输入功率总等于输出功率.(√)(3)变压器副线圈并联更多的用电器时,原线圈的输入电流随之增大.( √)(4)变压器只对变化的电流起作用,对恒定电流不起作用.( √)(5)正常工作的变压器当副线圈与用电器断开时,副线圈两端无电压.(×)2.(人教版选修3-2P44第2题改编)有些机床为了安全,照明电灯用的电压是36 V,这个电压是把380 V的电压降压后得到的.如果变压器的原线圈是1 140匝,副线圈是( )A.1 081匝B.1 800匝C.108匝D.8 010匝答案C解析由题意知U1=380 V,U2=36 V,n1=1 140则错误!=错误!得n2=错误!n1=108.3.(人教版选修3-2P44第5题改编)如图3所示的电路中,变压器为理想变压器,a、b接在电压有效值不变的交流电源两端,R0为定值电阻,R为滑动变阻器.现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置,观察到电流表A1的示数增大了0。
2018高考物理大一轮复习第11章交变电流传感器第2节变压器远距离输电课时规范训练(1)编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2018高考物理大一轮复习第11章交变电流传感器第2节变压器远距离输电课时规范训练(1))的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为2018高考物理大一轮复习第11章交变电流传感器第2节变压器远距离输电课时规范训练(1)的全部内容。
变压器远距离输电课时规范训练[基础巩固题组]1.如图所示,半径为L=1 m的金属圆环,其半径Oa是铜棒,两者电阻均不计且接触良好.今让Oa以圆心O为轴,以角速度ω=10 rad/s匀速转动,圆环处于垂直于环面、磁感应强度为B=2 T的匀强磁场中.从圆心O引出导线,从圆环上接出导线,并接到匝数比为n1∶n2=1∶4的理想变压器原线圈两端.则接在副线圈两端的理想电压表的示数为()A.40 V B.20 VC.80 V D.0解析:选D。
由于Oa以圆心O为轴,以角速度ω=10 rad/s匀速转动,产生恒定的感应电动势,变压器铁芯中磁通量不变,接在副线圈两端的理想电压表的示数为0,选项D正确.2.有一理想变压器,副线圈所接电路如图所示,灯L1、L2为规格相同的两只小灯泡.当S断开时,灯L1正常发光.S闭合后,下列说法正确的是()A.灯L1、L2都能正常发光B.原线圈的输入功率减小C.原、副线圈的电流比增大D.电阻R消耗的功率增大解析:选D.断开S时,L1正常发光,当闭合S后,总电阻减小,回路中总电流增大,R两端电压变大,灯泡两端电压减小,两灯不能正常发光,A项错误.由P入=P出=错误!,且R总减小,U不变,则P入变大,B项错误.由错误!=错误!可知,因线圈匝数比不变,则原、副线圈的电流2比不变,C项错误.电阻R的功率P=I2R,因I变大,R不变,则P变大,D项正确.3.如图所示,接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电,如果将原、副线圈减少相同匝数,其他条件不变,则( )A.小灯泡变亮B.小灯泡变暗C.原、副线圈两端电压的比值不变D.通过原、副线圈电流的比值不变解析:选B.变压器接在家庭电路上,可知U1=220 V,因是降压变压器,则n1>n2,当减少相同匝数时有错误!>错误!.对理想变压器有错误!=错误!,错误!=错误!,所以U2′减小,小灯泡变暗,A错误,B正确.对于理想变压器,电压之比为匝数之比,所以原、副线圈两端电压之比变大,C错误.理想变压器原、副线圈电流之比与匝数之比成反比,所以原、副线圈电流的比值变小,D错误.4.一自耦变压器如图所示,环形铁芯上只绕有一个线圈,将其接在a、b间作为原线圈.通过滑动触头取该线圈的一部分,接在c、d间作为副线圈.在a、b间输入电压为U1的交变电流时,c、d间的输出电压为U2,在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中( )A.U2>U1,U2降低B.U2>U1,U2升高C.U2<U1,U2降低D.U2<U1,U2升高解析:选C.由图可知,cd间的线圈为整个线圈的一部分,故其匝数比作为原线圈的整个线圈的匝数少,根据变压器的电压与匝数的关系可知,U2<U1,当触头由M点顺时针旋转到N点的过程中,cd间的线圈的匝数减少,所以输出电压降低,选项C正确.5.如图所示,变压器输入有效值恒定的电压,副线圈匝数可调,输出电压通过输电线输送给用户(电灯等用电器),R表示输电线的电阻,则()A.用电器增加时,变压器输出电压增大B.要提高用户的电压,滑动触头P应向上滑C.用电器增加时,输电线的热损耗减小D.用电器增加时,变压器的输入功率减小解析:选B.由于变压器原、副线圈的匝数不变,而且输入电压不变,因此增加负载不会影响输出电压,选项A错误;根据变压器原理可知输出电压U2=错误!U1,当滑动触头P向上滑时,n2增大,所以输出电压增大,用户的电压增大,选项B正确;由于用电器是并联的,因此用电器增加时总电阻变小,输出电压不变,总电流增大,故输电线的热损耗增大,选项C错误;用电器增加时总电阻变小,总电流增大,输出功率增大,所以输入功率增大,选项D错误.6.如图所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,图中各电表均为理想电表.下列说法正确的是( )A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,R1消耗的功率变大B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电压表V示数变大C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电流表A1示数变大D.若闭合开关S,则电流表A1示数变大,A2示数变大解析:选B。
提能增分练传感器的简单应用1.(多选)(2020·海南高考)图(a)所示,理想变压器的原、副线圈的匝数比为4∶1,R T为阻值随温度升高而减小的热敏电阻,R1为定值电阻,电压表和电流表均为理想交流电表。
原线圈所接电压u随时间t 按正弦规律变化,如图(b)所示。
下列说法正确的是( )A.变压器输入、输出功率之比为4∶1B.变压器原、副线圈中的电流强度之比为1∶4C.u随t变化的规律为u=51sin(50πt)(国际单位制)D.若热敏电阻R T的温度升高,则电压表的示数不变,电流表的示数变大解析:选BD 由题意,理想变压器输入、输出功率之比为1∶1,选项A错误;变压器原、副线圈中的电流强度与匝数成反比,即I1I2=n2n1=14,故选项B正确;由题图(b)可知交流电压最大值U m=51 V,周期T=0.02 s,角速度ω=100π rad/s,则可得u=51sin(100πt)(V),故选项C错误;R T的温度升高时,阻值减小,电流表的示数变大,电压表示数不变,故选项D正确。
2.(多选)如图所示,R1、R2为定值电阻,L为小灯泡,R3为光敏电阻,当照射光强度增大时( )A.电压表的示数增大B.R2中电流减小C.小灯泡的功率增大D.电路的路端电压增大解析:选ABC 当照射光强度增大时,R3阻值减小,外电路电阻随R3的减小而减小,R1两端电压因干路电流增大而增大,电压表的示数增大,同时内电压增大,故电路路端电压减小,A项正确,D项错误;由路端电压减小、R1两端电压增大知,R2两端电压减小,则R2中电流减小,故B项正确;由干路电流增大知流过小灯泡的电流增大,则小灯泡的功率增大,故C项正确。
3.(多选)某一电学黑箱内可能有电容器、电感线圈、定值电阻等元件,在接线柱间以如图所示的“Z”字形连接(两接线柱间只有一个元件)。
为了确定各元件种类,小华同学把计算机辅助实验系统中的电流传感器(相当于电流表)与一直流电源、滑动变阻器、开关串联后,分别将AB、BC、CD接入电路,闭合开关,计算机显示的电流随时间变化的图像分别如图a、b、c所示,则以下判断中正确的是( )A .AB 间是电容器B .BC 间是电感线圈C .CD 间是电容器D .CD 间是定值电阻解析:选ABD 直流电路中接入电容器后,充电电流逐渐减小;接入电感线圈后由于自感作用,电流逐渐增大;接入定值电阻后,电流保持一定值,故AB 间为电容器,BC 间为电感线圈,CD 间为定值电阻,所以A 、B 、D 正确,C 错误。
[高考命题解读]分析年份高考(全国卷)四年命题情况对照分析 1.考查方式从近几年命题看,高考对本章内容考查命题频率较低,主要体现在“三突出”:一是突出考查交变电流的产生过程;二是突出考查交变电流的图象和交变电流的“四值”;三是突出考查变压器及远距离输电,难度不大,多以选择题的形式命题.2.命题趋势变压器结合电路分析仍将是今后命题的热点.题号命题点2014年Ⅱ卷21题二极管的单向导电性以及变压器电路的动态分析2015年Ⅰ卷16题变压器原副线圈的三个基本关系以及电路的相关知识2016年Ⅰ卷16题变压器原副线圈的三个基本关系以及电路的相关知识(原线圈中串有电阻)Ⅲ卷19题变压器原副线圈的三个基本关系(原线圈中串有灯泡)第1讲交变电流的产生和描述一、交变电流及其产生和图象1.交变电流(1)定义:大小和方向都随时间做周期性变化的电流.(2)图象:如图1甲、乙、丙、丁所示都属于交变电流.其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流,如图甲所示.图12.正弦交变电流的产生和图象(1)产生:在匀强磁场里,线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动. (2)两个特殊位置的特点:①线圈平面与中性面重合时,S ⊥B ,Φ最大,ΔΦΔt =0,e =0,i =0,电流方向将发生改变.②线圈平面与中性面垂直时,S ∥B ,Φ=0,ΔΦΔt最大,e 最大,i 最大,电流方向不改变.(3)电流方向的改变:线圈通过中性面时,电流方向发生改变,一个周期内线圈两次通过中性面,因此电流的方向改变两次.(4)图象:用以描述交变电流随时间变化的规律,如果线圈从中性面位置开始计时,其图象为正弦曲线.如图2甲、乙所示.图2二、正弦式交变电流的描述 1.周期和频率(1)周期(T ):交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间,单位是秒(s),公式T =错误!。
(2)频率(f ):交变电流在1 s 内完成周期性变化的次数.单位是赫兹(Hz ). (3)周期和频率的关系:T =1f或f =错误!.2.正弦式交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置开始计时)(1)电动势e 随时间变化的规律:e =E m sin ωt ,其中ω等于线圈转动的角速度,E m =nBSω。
2018高考物理大一轮复习题组层级快练50 第十一单元交变电流传感器3 实验:传感器的简单使用编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2018高考物理大一轮复习题组层级快练50 第十一单元交变电流传感器3 实验:传感器的简单使用)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为2018高考物理大一轮复习题组层级快练50 第十一单元交变电流传感器3 实验:传感器的简单使用的全部内容。
题组层级快练(五十)实验:传感器的简单使用1.如图所示是观察电阻值随温度变化情况的示意图.现把杯中的水由冷水变为热水,关于欧姆表的读数变化情况正确的是(设水对电阻阻值的影响不计)()A.如果R为金属热电阻,读数变大,且变化非常明显B.如果R为金属热电阻,读数变小,且变化不明显C.如果R为热敏电阻(用半导体材料制成),读数变化非常明显D.如果R为热敏电阻(用半导体材料制成),读数变化不明显答案C解析金属热电阻的阻值随温度的升高而增大,但灵敏度较差.而热敏电阻(用半导体材料制成)灵敏度高,所以选C。
2.如图所示,用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器,下列说法中正确的是( )A.严重污染时,LDR是高电阻B.轻度污染时,LDR是高电阻C.无论污染程度如何,LDR的电阻不变,阻值大小由材料本身因素决定D.该仪器的使用会因为白天和晚上受到影响答案AD解析严重污染时,透过污水照到LDR上的光线较少,LDR电阻较大,选项A正确,选项B错误;LDR由半导体材料制成,受光照影响电阻会发生变化,选项C错误;白天和晚上自然光强弱不同,或多或少会影响LDR的电阻,选项D正确.3。
提能增分练 传感器的简单应用1.(多选)(2016·海南高考)图(a)所示,理想变压器的原、副线圈的匝数比为4∶1,R T 为阻值随温度升高而减小的热敏电阻,R 1为定值电阻,电压表和电流表均为理想交流电表。
原线圈所接电压u 随时间t 按正弦规律变化,如图(b)所示。
下列说法正确的是( )A .变压器输入、输出功率之比为4∶1B .变压器原、副线圈中的电流强度之比为1∶4C .u 随t 变化的规律为u =51sin(50πt )(国际单位制)D .若热敏电阻R T 的温度升高,则电压表的示数不变,电流表的示数变大解析:选BD 由题意,理想变压器输入、输出功率之比为1∶1,选项A 错误;变压器原、副线圈中的电流强度与匝数成反比,即I 1I 2=n 2n 1=14,故选项B 正确;由题图(b)可知交流电压最大值U m =51 V ,周期T =0.02 s ,角速度ω=100π rad/s ,则可得u =51sin(100πt )(V),故选项C 错误;R T 的温度升高时,阻值减小,电流表的示数变大,电压表示数不变,故选项D 正确。
2.(多选)如图所示,R 1、R 2为定值电阻,L 为小灯泡,R 3为光敏电阻,当照射光强度增大时( )A .电压表的示数增大B .R 2中电流减小C .小灯泡的功率增大D .电路的路端电压增大解析:选ABC 当照射光强度增大时,R 3阻值减小,外电路电阻随R 3的减小而减小,R 1两端电压因干路电流增大而增大,电压表的示数增大,同时内电压增大,故电路路端电压减小,A 项正确,D 项错误;由路端电压减小、R 1两端电压增大知,R 2两端电压减小,则R 2中电流减小,故B 项正确;由干路电流增大知流过小灯泡的电流增大,则小灯泡的功率增大,故C 项正确。
3.(多选)某一电学黑箱内可能有电容器、电感线圈、定值电阻等元件,在接线柱间以如图所示的“Z”字形连接(两接线柱间只有一个元件)。
为了确定各元件种类,小华同学把计算机辅助实验系统中的电流传感器(相当于电流表)与一直流电源、滑动变阻器、开关串联后,分别将AB、BC、CD接入电路,闭合开关,计算机显示的电流随时间变化的图像分别如图a、b、c所示,则以下判断中正确的是( )A.AB间是电容器B.BC间是电感线圈C.CD间是电容器D.CD间是定值电阻解析:选ABD 直流电路中接入电容器后,充电电流逐渐减小;接入电感线圈后由于自感作用,电流逐渐增大;接入定值电阻后,电流保持一定值,故AB间为电容器,BC间为电感线圈,CD间为定值电阻,所以A、B、D正确,C错误。
4.(多选)利用光敏电阻制作的光传感器,记录了传送带上工件的输送情况,如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器,光传感器B能接收到发光元件A发出的光,每当工件挡住A发出的光时,光传感器就输出一个电信号,并在屏幕上显示出电信号与时间的关系,如图乙所示。
若传送带始终匀速运动,每两个工件间的距离为0.2 m,则下列说法正确的是( )A.传送带运动的速度是0.1 m/sB.传送带运动的速度是0.2 m/sC.该传送带每小时输送3 600个工件D.该传送带每小时输送7 200个工件解析:选BC 从题图乙可以知道:每间隔1秒的时间,光传感器就输出一个电信号,而在这一段时间内传送带运动了两个工件之间的距离,所以传送带运动的速度是v=0.2 1m/s=0.2 m/s,故A错误,B正确;传送带每小时运动的距离为:s=vt=0.2×3 600 m=720 m ,工件个数为:n =s L=3 600(个),C 正确,D 错误。
5.某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性。
现有器材:直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等。
(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性,请在图(a)的实物图上连线。
(2)实验的主要步骤:①正确连接电路,在保温容器中注入适量冷水,接通电源,调节并测量、记录电源输出的电流值;②在保温容器中添加少量热水,待温度稳定后,闭合开关,______________,______________,断开开关;③重复第②步操作若干次,测得多组数据。
(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值,并据此绘得图(b)的R t 关系图线,请根据图线写出该热敏电阻的R t 关系式R =________+________t (Ω)。
解析:(1)直流恒流电源在正常工作状态下输出的电流恒定,故只需要将电压表与电阻并联测出电压即可,实物图连线如图。
(2)本实验要测量电阻值和温度值之间的关系,电阻要用欧姆定律计算,由于电流恒定且已知,故需测量电压和对应温度。
(3)从题图(b)中取相距较远的两个特殊点,代入R =R 0+kt ,计算得R 0=100 Ω,k =0.40,故该热敏电阻的R t 关系式为R =100+0.40t (Ω)。
答案:(1)连线图见解析(2)记录电压表示数 温度计示数(3)100 0.406.传感器担负着信息的采集任务,在自动控制中发挥着重要作用,传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)。
例如热敏传感器,主要是应用半导体材料制成的热敏电阻,热敏电阻阻值随温度变化的图线如图甲所示,图乙所示是由热敏电阻R t作为传感器制作的简单自动报警器线路图。
(1)为了使温度过高时报警器铃响,c应接在________(填“a”或“b”)处。
(2)若要使启动报警的温度提高些,应将滑动变阻器滑片P向________(填“左”或“右”)移动。
(3)如果在调试报警器达最低报警温度时,无论如何调节滑动变阻器滑片P都不能使报警器工作,且电路连接完好,各电路元件都能处于工作状态,则造成工作电路不能工作的原因可能是________________________________________________________________________。
解析:(1)从题图甲的图线可知,热敏电阻阻值随温度的升高而减小,从而使电路中的电流变大,要求温度过高时报警器铃响,则c应接在a处时电路才会接通。
(2)由题给线路图易知,滑动变阻器滑片P向左移动时,会使启动报警的温度提高。
(3)电路连接完好且各元件都处于工作状态,而电路不能工作,说明电路中电流过小,电磁铁的磁性太弱,以致不能控制右侧的电路接通,原因可能是左边电源路端电压过小,或线圈的匝数过少,或弹簧的劲度系数过大等。
答案:(1)a(2)左(3)题图(乙)中左边电源路端电压太小,或线圈的匝数太少,或弹簧的劲度系数太大等7.如图甲所示装置可以用来测量硬弹簧(即劲度系数较大的弹簧)的劲度系数k。
电源的电动势为E,内阻可忽略不计;滑动变阻器全长为L,重力加速度为g。
为理想电压表,当木板上没有放重物时,滑动变阻器的触头位于图中a点,此时电压表示数为零。
在木板上放置质量为m的重物,滑动变阻器的触头随木板一起下移。
由电压表的示数U及其他给定条件,可计算出弹簧的劲度系数k。
(1)写出m、U与k之间所满足的关系式:________________________________________________________________________。
(2)已知E=1.50 V,L=12.0 cm,g=9.80 m/s2。
测量结果如下表:①在图乙给出的坐标纸上利用表中数据描出m U 图线;②m U 图线的斜率为________kg/V ;③弹簧的劲度系数k =____________N/m 。
(结果均保留三位有效数字)解析:(1)设放置质量为m 的重物时弹簧压缩量为x ,则有mg =kx ,又U =x L E ,解得m =Lk EgU 。
(2)①用描点法作图,作出的图像如图所示。
②选取(0,0)、(0.90,9)两点,则斜率为Δm ΔU =9-00.90-0kg/V =10.0 kg/V 。
③因m =Lk Eg U ,故Lk Eg =Δm ΔUk =Δm ΔU ·Eg L =10.0×1.50×9.800.120N/m≈1.23×103 N/m 。
答案:(1)m =Lk EgU(2)①见解析图 ②10.0 ③1.23×1038.(2017·上海黄浦区模拟)在实际应用中有多种自动控温装置,以下是其中两种控温装置:(1)图甲为某自动恒温箱原理图,箱内的电阻R 1=2 k Ω,R 2=1.5 k Ω,R 3=4 k Ω,R T 为热敏电阻,其电阻随温度变化的图像如图乙所示。
当a 、b 两点电势U a ≤U b 时,电压鉴别器会令开关S 接通,恒温箱内的电热丝发热,使箱内温度升高;当U a >U b 时,电压鉴别器会使S 断开,停止加热,则恒温箱内的稳定温度为________℃,恒温箱内的电热丝加热时R T的取值范围为________。
(2)有一种由PTC 元件做成的加热器,它产生的焦耳热功率P R 随温度t 变化的图像如图丙所示。
该加热器向周围散热的功率为P Q =k (t -t 0),其中t 为加热器的温度,t 0为室温(本题中取20 ℃),k =0.1 W/℃。
①当P R =R Q 时加热器的温度即可保持稳定,则该加热器工作的稳定温度为________℃; ②某次工作中,该加热器从室温升高至稳定温度的过程中,下列温度变化过程用时最短的是( )A .20~24 ℃B .32~36 ℃C .48~52 ℃D .60~64 ℃解析:(1)由题意可知U a =U b 时,对应恒温箱内的稳定温度,根据欧姆定律可得此时R 1R 2=R 3R r,解得R T =3 k Ω,由题图乙可知对应温度为25 ℃,R T 的取值范围为大于3 k Ω。
(2)①在题图丙中作出加热器向周围散热的功率图线,如图线P Q 所示,两图线的交点对应的温度即该加热器工作的稳定温度,可得稳定温度为70 ℃。
②各选项变化温度均为4 ℃,由题图丙知32~36 ℃之间元件的热功率最大,用时最短。
答案:(1)25 R T>3 kΩ(2)①70(68~72均可) ②B。