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简介:
【一】如图,小明设计的“电子浮力秤”由浮力秤和电路两部分构成。浮力秤中托盘与圆柱形塑料浮筒M通过硬质绝缘细杆固定连接,整体漂浮在装有足够深水的柱形薄壁容器中,且只能竖直移动。托盘的质量40g;M高20cm,底面积为100cm2,质量为160g;容器的底面积为300 cm2。电路中R是滑动变阻器的电阻片(阻值均匀),长8cm,最大阻值16Ω;电源电压恒为4.5V;电压表量程为0~3V。托盘通过滑杆带动滑片P上下移动。托盘中不放物体时,调节水量,使滑片P正好位于R最上端,闭合开关S,电压表示数为0.9V(不计滑片、滑杆、细杆的质量,忽略摩擦阻力。工作中水不溢出)。
(1)浮筒M的密度;
解:浮筒M的体积为:VM=SMhM
=100×10-4m2×20×10-2m=2×10-3m3
浮筒M的密度为:ρM=mM/VM
=1.6×10-1kg/2×10-3m3=80kg/m3
答:浮筒M的密度为80kg/m3;
(2)R0的阻值:
解:由电路图可知,滑片P位于R最上端时,定值电阻R0与电阻片R串联,电压表测量R0两端电压,且UR0=0.9V,根据串联电路中总电压等于各部分电压之和,可得,R两端电压为:UR=U-UR0=4.5V-0.9V=3.6V
此时通过电路的电流为:I=UR/R=3.6V/16Ω=0.225A
定值电阻R0的阻值为:R0=UR0/I=0.9V/0.225A=4Ω