现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,要求当热敏电阻的温度达到或超过60 ℃时,系统报警。提供的器材有:热敏电阻,报警器(内阻很小,流过的电流超过时就会报警),电阻箱(最大阻值为999.9 Ω),直流电源(输出电压为U,内阻不计),滑动变阻器
(最大阻值为1 000 Ω),滑动变阻器
(最大阻值为2 000 Ω),单刀双掷开关一个,导线若干。
在室温下对系统进行调节,已知U约为18 V, 约为10 mA;流过报警器的电流超过20 mA时,报警器可能损坏;该热敏电阻的阻值随温度升高而减小,在60 ℃时阻值为650.0 Ω。
(1)在答题卡上完成待调节的报警系统原理电路图的连线_________。
(2)在电路中应选用滑动变阻器________(填“”或“
”)。
(3)按照下列步骤调节此报警系统:
①电路接通前,需将电阻箱调到一固定的阻值,根据实验要求,这一阻值为______Ω;滑动变阻器的滑片应置于______(填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是______。
②将开关向______(填“c”或“d”)端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,直至______。
(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变,将开关向另一端闭合,报警系统即可正常使用。
某同学为了测量一物体的质量,找到一个力电转换器,该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k),如图所示,测量时先调节输入端的电压,使转换器空载时的输出电压为0;而后在其受压面上放一物体,即可测得与物体的质量成正比的输出电压U。现有下列器材:力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、开关及导线若干、待测物体(可置于力电转换器的受压面上)。请完成对该物体质量的测量。
(1)设计一个电路,要求力电转换器的输入电压可调,并且可使电压的调节范围尽可能大,在方框中画出完成的测量电路。
(2)简要说明测量步骤,求出比例系数k,并测出待测物体质量m。
(3)请设想实验中可能会出现的一个问题。
如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的示意图.A为光源,B为光电接收器,A、B均固定在小车上,C为小车的车轮.D为与C同轴相连的齿轮,车轮转动时,A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号,被B接收并转换成电信号,由电子电路记录和显示.若实验显示单位时间的脉冲数为n,累积脉冲数为N,试完成下列问题的解答:
(1)要测小车的速度和行程还必须测量的物理量或数据是哪些?
(2)推导小车速度的表达式.
(3)推导小车行程的表达式.
如图所示,一热敏电阻RT放在控温容器M内;A为毫安表,量程6 mA,内阻为数十欧姆;E为直流电源,电动势约为 3 V,内阻很小;R为电阻箱,最大阻值为999.9 Ω;S为开关。已知RT在95 ℃时的阻值为150 Ω,在20 ℃时的阻值约为550 Ω。现要求在降温过程中测量在20 ~95 ℃之间的多个温度下RT的阻值。
(1)在图中画出连线,完成实验原理电路图_______。
(2)完成下列实验步骤中的填空:
a.依照实验原理电路图连线。
b.调节控温容器M内的温度,使得RT的温度为95 ℃。
c.把电阻箱调到适当的初值,以保证仪器安全。
d.闭合开关,调节电阻箱,记录电流表的示数I0,并记录____。
e.将RT的温度降为T1(20 ℃<T1<95 ℃);调节电阻箱,使得电流表的读数___,记录_____。
f.温度为T1时热敏电阻的电阻值RT1=________。
g.逐步降低T1的数值,直至20 ℃为止;在每一温度下重复步骤ef。
图甲为某自动恒温箱原理简图,箱内的电阻R1=20 kΩ,R2=10 kΩ,R3=40 kΩ,Rt为热敏电阻,它的电阻随温度变化的图线如图乙所示。当a、b端电压Uab<0时,电压鉴别器使开关S接通,恒温箱内的电热丝发热,温度升高;当Uab>0时,电压鉴别器使开关S断开,停止加热,则恒温箱内的温度恒定在多少°C?
如图甲所示,x轴沿水平方向,有一用钕铁硼材料制成的圆柱形强磁体M,其圆形端面分别为N极和S极,磁体的对称中心置于x轴的原点O。现有一圆柱形线圈C从原点O左侧较远处开始沿x轴正方向做匀速直线运动,圆形线圈的中心轴始终与x轴重合,且其圆面始终与x轴垂直,在线圈两端接一阻值R=
500 Ω的定值电阻。现用两个传感器,一个测得通过圆环的磁通量随圆环位置的变化图象,如图乙所示,另一个测得R两端的电压随时间变化的图象,如图丙所示。已知在乙图像的图线上x=6 mm的点的切线斜率最大,丙图中6 ms时刻到10 ms时刻之间的图线是直线。则圆形线圈做匀速直线运动的速度大小是_________m/s,6 ms至8 ms期间流过电阻R的电荷量是______C。