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        1. 某物理研究性學習小組自制了一種新型體重計,如圖所示,主要部件是杠桿ABO,力電轉換器.其中杠桿可繞O點轉動,且力臂之比AO:BO=5:1,踏板與杠桿質量均忽略不計.力電轉換器的特點為:輸出電壓的大小與受到的力成正比.體重計的工作原理為:當輸入電壓恒定,人的體重變化時,受壓面上壓力變化使輸出電壓變化,從而使電流變化,再由電流值得出體重值.圖中R0為定值電阻,阻值為10Ω,燈泡L上標有“4V,1.6W”的字樣,力電轉換器的輸出電壓與受壓面上壓力大小變化的函數(shù)關系如下:F=kU,其中k=20N/V(F的單位:N,U的單位:V)
          (1)燈泡L的電阻多大?
          (2)當受壓面所受的壓力為80N時,燈泡消耗的實際功率為多少?
          (3)若把電流表的刻度改為對應的體重表,那么體重500N的物體,應在電流表的哪一刻度處(電流表的示數(shù))?

          【答案】分析:(1)由燈泡銘牌可知燈泡額定電壓與額定功率,由電功率的變形公式可以求出燈泡的電阻.
          (2)根據(jù)壓力與輸出電壓的關系求出壓力為80N時,力電轉換器輸出的電壓,由串聯(lián)電路特點及歐姆電流求出通過燈泡的電流,最后由電功率公式求出燈泡的實際功率.
          (3)由杠桿平衡條件求出體重為500N時,力電轉換器受到的壓力,然后求出力電轉換器輸出的電壓,最后由串聯(lián)電路特點及歐姆定律求出電流表的示數(shù).
          解答:解:(1)∵P=,∴燈泡電阻RL===10Ω;
          (2)∵F=kU,壓力F=80N,∴力電轉換器輸出電壓U===4V,
          此時電路電流I===0.2A,
          燈泡實際功率P=I2RL=(0.2A)2×10Ω=0.4W;
          (3)由杠桿平衡條件可得:G×BO=F′×AO,
          當G=500N,力電轉換器受到的壓力F′=G×=500N×=100N,
          ∵F=kU,壓力F′=100N,∴力電轉換器輸出電壓U′===5V,
          此時電路電流I′===0.25A;
          答:(1)燈泡L的電阻10Ω.
          (2)當受壓面所受的壓力為80N時,燈泡消耗的實際功率為0.4W.
          (3)若把電流表的刻度改為對應的體重表,那么體重500N的物體,應在電流表的0.25A刻度處.
          點評:本題考查了求燈泡電壓、燈泡的實際功率、電路電流,涉及的知識點較多,熟練應用電功率的變形公式、歐姆定律、串聯(lián)電路特點、杠桿平衡條件是正確解題的前提.
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          G
          m
          (N/kg)
          比值
          G
          m
          的平均值(N/kg)
          物體1 0.1 1.0 10  
          物體2 0.2 1.9 9.5
          物體3 0.3 2.9 9.7
          物體4 0.4 4.0 1.0
          (1)在探究過程中,需要的測量工具有
           
          、
           

          (2)在上表空白處填出比值
          G
          m
          的平均值.
          (3)根據(jù)表中數(shù)據(jù),在圖中畫出G-m的圖象.
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