练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 初中物理 > 题目详情
    7．某物理同学设计了一个简易电子身高测量仪，示意图如图所示，其中，电源电压恒为U0，保护电阻的阻值为R0，Rab是一只固定着的、竖直放置的硬电阻棒，总长为l0，总电阻为R1，其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比．金属杆cd和MP（右端P为滑片）与电路接触良好，电阻不计．当给一身高为h1同学测量时，电压表的示数为U1，请你分析、计算下列内容；
    （1）若要求当所测身高越高，仪表示数越大（指针右偏），他应把电压表（选填“电流表”或“电压表”）改装为身高测量仪，该测量仪的刻度不是（选填“是”或“不是”）均匀的：
    （2）该测量仪身高的最小值；
    （3）推导出电压表数U与身高h之间的关系式．（式中可用h0代替测量身高的最小值的表达式）

    分析 由电路图可知，电阻棒与电阻R0串联，电流表测电路中的电流，电压表测电阻棒两端的电压．
    （1）由图所测身高越高，即P向上滑动时，根据串联电路特点和欧姆定律分析两表示数的变化情况，从而确定哪个表是身高仪，并分析其刻度是否均匀；
    （2）已知测量身高为h1时，电压表的示数为U1，由已知条件，根据串联电路特点和欧姆定律计算出此时电阻棒连入电路的长度l′，根据h最小=h1-l′计算最小测量身高值；
    （3）h0表示测量身高的最小值，根据电阻棒接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比，求出身高h时电阻棒连入电路的阻值．根据欧姆定律表示出电压表示数即可．

    解答 解：
    （1）由图可知，电阻棒与电阻R0串联，电流表测电路中的电流，电压表测电阻棒两端的电压．
    当所测身高增大时，滑片P向上滑动，电阻棒连入阻值增大，总电阻增大，电源电压恒为U0，由I=$\frac{U}{R}$可知电流中电流变小，即电流表变小；
    根据串联电路的分压原理可知，电阻棒两端分得电压增大，即电压表示数变大．所以应把电压表改装为身高测量仪．
    身高测量仪示数（电压表示数）：UV=IR棒=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}+{R}_{棒}}$×R棒，
    UV与R棒不成正比，所以该测量仪的刻度不均匀．
    （2）由题，当电压表的示数为U1时，电路中的电流I=$\frac{{U}_{0}-{U}_{1}}{{R}_{0}}$，
    电阻棒Rab连入的电阻：R′=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{{U}_{1}}{\frac{{U}_{0}-{U}_{1}}{{R}_{0}}}$=$\frac{{U}_{1}{R}_{0}}{{U}_{0}-{U}_{1}}$，
    已知电阻棒接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比，
    设此时Rab连入电路的棒长为l′，
    则有：$\frac{R′}{l′}$=$\frac{{R}_{1}}{{l}_{0}}$，
    l′=$\frac{R′{l}_{0}}{{R}_{1}}$=$\frac{\frac{{U}_{1}{R}_{0}}{{U}_{0}-{U}_{1}}{×l}_{0}}{{R}_{1}}$=$\frac{{U}_{1}{R}_{0}{l}_{0}}{{R}_{1}（{U}_{0}-{U}_{1}）}$，
    所以测量仪测量身高的最小值：
    h最小=h1-l′=h1-$\frac{{U}_{1}{R}_{0}{l}_{0}}{{R}_{1}（{U}_{0}-{U}_{1}）}$；
    （3）设测量身高的最小值h0，若测身高为h时电阻棒连入阻值为R″，
    由电阻棒接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比，
    则有：$\frac{R″}{h-{h}_{0}}$=$\frac{{R}_{1}}{{l}_{0}}$，
    R″=$\frac{{R}_{1}（h-{h}_{0}）}{{l}_{0}}$，
    电压表示数：U=I″R″=$\frac{{U}_{0}R″}{{R}_{0}+R″}$=$\frac{{U}_{0}×\frac{{R}_{1}（h-{h}_{0}）}{{l}_{0}}}{{R}_{0}+\frac{{R}_{1}（h-{h}_{0}）}{{l}_{0}}}$=$\frac{{U}_{0}{R}_{1}（h-{h}_{0}）}{{R}_{0}{l}_{0}+（h-{h}_{0}）{R}_{1}}$．
    答：（1）电压表；不是；
    （2）该测量仪身高的最小值为h1-$\frac{{U}_{1}{R}_{0}{l}_{0}}{{R}_{1}（{U}_{0}-{U}_{1}）}$；
    （3）电压表数U与身高h之间的关系式为：U=$\frac{{U}_{0}{R}_{1}（h-{h}_{0}）}{{R}_{0}{l}_{0}+（h-{h}_{0}）{R}_{1}}$．

    点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，要能正确分析电路结构，关键是用好电阻棒接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比，求出电阻棒接入电路的长度．计算比较复杂，要细心．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    18．如图所示，在学习“运动和力的关系”时，我们间追随着物理学家的足迹，设计过这样的“斜面”实验：
    （1）每次都让小车从同一斜面的同一位置由静止开始滑下，是为了使小车在滑到底端时具有相同的速度．
    （2）减小图中水平面的粗糙程度，比较小车在不同表面滑行的最大距离，可以得出：在初速度相同的条件下，水平面越光滑，小车受到的摩擦力越小，小车运动的越远．
    （3）进一步推理可知，若水平面绝对光滑，则小车会在水平面上做匀速直线运动．
    （4）若在水平面上铺相同的材料，让同一小车从不同高度处滑下，则不仅可以探究小车的重力势能与高度的关系，还可以探究小车的动能与速度的关系．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    19．下列所述各事例是为了增大压强还是减小压强（填“增大”或“减小”）
    （1）刀口常磨得很薄：增大；
    （2）铁轨下面垫枕木：减小．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    16．有一个底面积20cm2的烧杯，其中装有10cm高的水，放入一个体积为20cm3的铜块，则液体对烧杯底所产生压强的变化为多少？如果是木块，压强变化了多少？（木块密度0.5×103kg/m3）

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    2．小龙在家吃饭的时候，家长买了两瓶天地一号，他觉得味道好极了，他为了测量天地一号的密度，进行以下实验：
    （1）把天平放在水平桌面，将游码移至零刻度处，然后调节平衡螺母，使天平横梁平衡．
    （2）接下来进行以下3项操作：
    ①用天平测量烧杯和剩余天地一号的总质量m1；
    ②将待测天地一号倒入烧杯中，用天平测出烧杯和天地一号的总质量m2；
    ③将烧杯中天地一号的一部分倒入量筒，测出这部分天地一号的体积V；以上操作的正确顺序是：②③① （填序号）．
    （3）如图所示可得天地一号的体积为40cm3，天地一号的密度是1.125×103kg/m3．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    12．如图为将餐叉平插入玉米粒根部，用手向下压叉柄，玉米粒便在餐叉的撬动下脱落，这一过程中，餐叉相当于一个（　　）
    A．费力杠杆B．省力杠杆C．等臂杠杆D．省距离杠杆

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    19．水陆两栖救援船在抗震救灾中发挥重要作用．其在水平陆地上匀速行驶30min通过3.6×103m的距离，此时沿水平方向的牵引力为2000N．求：
    （1）牵引力做功；
    （2）牵引力的功率．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    16．下列现象中，通过做功改变物体内能的是（　　）
    A．将烧红的铁块投放到冷水中，水温升高
    B．夏天，柏油路被阳光晒热
    C．古人钻木取火过程中，木头的温度升高
    D．一杯温水放入冰箱，水温降低

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    17．小强利用图1所示的自制气压计研究大气压与高度的关系．他将气压计从1楼带到5楼的过程中，观察到管内水柱的高度发生了变化，如下表所示，根据表中的数据，在图2中画出坐标图．从图中我们能推断，楼层越高，大气压强变小（选填：“变大、变小、不变”）
    楼层12345
    管内与瓶内水面的高度差/cm55.35.766.3

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案