[题目]某工厂要研发一种新型材料.要求对该材料所承受的撞击力进行测试.测试电路如图甲所示.在测试时将材料样品(不计质量)平放在压力传感器上.闭合开关S.从一定高度由静止自由释放20kg重物.经撞击后样品材料仍完好无损.最后重物静止在样品上.从重物开始下落到静止的过程中.电流表的示数I随时间t变化的关系如图乙所示.压力传感器的电阻R随压力F� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】某工厂要研发一种新型材料，要求对该材料所承受的撞击力进行测试，测试电路如图甲所示。在测试时将材料样品(不计质量)平放在压力传感器上，闭合开关S，从一定高度由静止自由释放20kg重物，经撞击后样品材料仍完好无损，最后重物静止在样品上。从重物开始下落到静止的过程中，电流表的示数I随时间t变化的关系如图乙所示，压力传感器的电阻R随压力F变化的关系如图丙所示。电源的电压恒为24V，定值电阻R0为10Ω。

求：(1)重物未下落时，压力传感器的电阻是多少？

(2)在撞击过程中，样品受到的最大撞击力是多少？

(3)图乙中x的值。

【答案】(1) 110Ω (2)600N(3) 0.3A。

【解析】

(1)由图可知，R压与R0串联，由图乙可知，当重物未下落时，电路的电流I=0.2A，此时传感器的电阻：

R压=R串 R0=10Ω=110Ω；

(2)由图丙可知，撞击力最大时，电阻最小，电流最大，又由图乙可知，最大的电流为I大=1.2A，根据欧姆定律和串联电路电压规律可知，电源电压：U=I(R0+R)，此时压力传感器的电阻：

R= R0=10Ω=10Ω，

由图丙可知，样品受到的最大撞击力：

F=600N；

(3)由图乙可知，x的值为20kg的物体静止在样品上时电流表的示数，质量为20kg重物的重力为：

G=mg=20kg×10N/kg=200N，

由图丙知，当样品受到的撞击力是200N时，压力传感器电阻为R传=70Ω，根据串联电阻的规律，总电阻：

R总=R传+R0=70Ω+10Ω=80Ω，

此时电路中的电流即电流表的示数：

I总= = =0.3A。

答：(1)重物未下落时，压力传感器的电阻是110Ω；

(2)在撞击过程中，样品受到的最大撞击力是600N；

(3)图乙中x的值为0.3A。

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（1）小明设计了如图甲所示的电路图，并用电流表测量时a、b、c三处的电流，电流表示数如表1。

表1

Ia/A	Ib/A	Ic/A
0.18	0.18	0.36

小明同学分析数据后得出结论：并联电路中各支路电流相等。小华认为他得出的结论是错误的，请你说说下一步怎么做，可以证明小明的观点是错误的：__________________________________________。

（2）为了探究串联电路中电压的关系，小明设计了如图乙所示的电路图，并进行实验。测量完 Ll 两端的电压后，在测量L2两端的电压时，为了节省时间，小明将电压表的b接点不动，只断开a接点，并改接到c接点上，你认为小明的操作会造成的错误是______________________________________。

（3）图乙中，小明改进实验操作，测得ab、ac间电压表示数如表2，其中bc间电压如图丙所示，小华认为小明在测量bc间电压时的操作还有待改进，他应该_____________________________________。

表2

Uab/V	Ubc/V	Uac/V
2.5		4.5

（4）在进行图乙所示实验时，小华同学误将电流表当成电压表并联在了ab两端，闭合开关后，____________（选填“ Ll ”、"L2"或“ Ll和L2"）能发光。

（5）小明完成了“探究串联电路电压规律"的实验后，发现“电源两端电压总是大于各用电器两端电压之和”。为了解释这个现象，小明使用灵敏电压表，测出导线cd间的电压大约为0.05V，由此他猜测导线分压可能是造成这个现象的原因。为了能更明显地观察到导线分压的现象，应选择较_____________（选填：“粗”或“细”）的导线，理由是___________________________。

（6）实验中小明闭合开关后发现灯泡较暗，用力按压开关时灯泡变亮，于是他准备用灵敏电压表测量闭合的开关两端的电压，你认为这一步骤是否有必要？______________，理由是____________________。

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