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干簧管(也叫干簧继电器)具有比一般机械开关结构简单、体积小、工作寿命长等优点,如图22为干簧管的结构示意图。 其外壳是一根密封的玻璃管,管中装有两个铁质的弹性簧片电板,还灌有一种惰性气体。平时,玻璃管中的两个由特殊材料制成的磁簧片是分开的。当有磁性物质靠近玻璃管时,在磁场的作用下,管内的两个簧片被磁化而互相吸引接触,簧片就会吸合在一起,使结点所接的电路连通。外磁力消失后,两个簧片由于本身的弹性而分开,线路也就断开了。因此,作为一种利用磁场信号来控制的线路开关器件。小美同学想用干簧管制作水位自动报警装置,设计了一个装置,其结构简图如图23甲所示,当水面有微小变化,经装置后都会将变化放大,进行报警。在调整过程中,当在绳子自由端施加一竖直向下的力F,使物体A浸没在水中被匀速竖直向上吊起时,滑轮组装置的机械效率为80%,已知物体A的体积为200cm3。小东同学为了使小美设计的装置更稳定,在小美设计的装置基础上,增加了一个杠杆,其设计简图如图23乙所示 (干簧管所在电路此处没有画出),当杠杆水平时,物体A有一半体积露在水面外,绳子自由端悬挂重3N的永磁铁能使装置平衡,磁铁处于干簧管1和干簧管2水位报警器之间,当永磁铁沿竖直方向离平衡位置,到达上或下干簧管时,电路报警器就响起,已知。当水箱内换盛其它某液体x时,要想使杠杆仍能在原液面处处于平衡状态,起到报警作用,小东调节绳子自由端所挂永磁铁的质量,当永磁铁的质量为0.316 Kg时,杠杆水平,装置处于平衡状态。本题中细绳和杠杆的质量、滑轮与轴的摩擦、液体对物体的阻力均忽略不计,g取10N/kg。求:
(1)物体A的密度是多少?
(2)所盛液体x的密度为多少?
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如图21所示,电源电压保持不变,滑动变阻器R2的滑片P置于a点,此时滑动变阻器接入电路的电阻为Ra,当开关S、S1闭合,S2断开时,电流表的示数是0.5A;当开关S、S1\S2全部闭合时,滑动变阻器的滑片P置于a点不变,电流表的示数是1.5A;当开关S、S1断开,S2闭合时,滑动变阻器的滑片P置于a点不变,小灯泡正常发光,滑动变阻器消耗的电功率是4W;开关S、S1断开,S2闭合时,移动滑动变阻器的滑片使滑动变阻器接入电路的电阻为2Ra,电流表的示数是0.4A。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
求:(1)Ra的阻值;(2)小灯泡的额定功率。
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实验台上有组装好的测滑轮组机械效率的实验装置,如图20所示,其中弹簧测力计的量程为0~5N,动滑轮的质量为100g。另外还有质量均为200g的钩码六个(图中未画出)。要求利用上述组装的实验装置和钩码设计一个实验证明:用滑轮组提升重物时,如果滑轮组的装置和组装都不变,则所提重物的质量越大,滑轮组的机械效率越高。请按要求完成下列各小题:
(1)写出主要实验步骤。
(2)设计出实验数据记录表。
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小红认为电池的作用就是给用电器供电,电路中如果没有电池就不会有电流,请你选择适当器材,设计一个实验证明小红的观点是错误的。请你写出选择的器材、主要实验步骤和相应的实验现象。
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在进行“测量小灯泡的电功率”实验时,实验室所提供的器材有:电压为6V的电源1个,额定电压是3.8V、灯丝电阻约为l0Ω的小灯泡1个,电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~ 15V)、滑动变阻器、开关各1个,导线若干。
(1) 如图18甲所示,是小明在实验时连接的实验电路,此电路中存在的错误之处是 (至少写出一处错误),如果此时闭合开关,看到的现象是 (至少写出一种现象)。
(2)小明改正了电路连接中的错误之处后,在闭合开关前,还应该将滑动变阻器的滑片移动到最____端(选填“A”或“B”)。
(3)请在图18乙所示虚线框中画出该实验正确的电路图。
(4)若要测量小灯泡的额定功率,应先调节滑动变阻器,使小灯泡正常发光,测出电路中的电流如图18丙所示,则小灯泡的额定功率约为______W。
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小峰探究凸透镜成像规律的实验装置如图17所示,其中焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上,位于50cm刻线处,光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧。小峰将蜡烛移至35cm刻度线处,移动光屏,直到光屏上出现了烛焰清晰的像,则该像是倒立、 (选填:“放大”、“缩小”或“等大”)的实像。此时的实验现象可以说明 的成像特点。(选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”)
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