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就能放下包袱,轻装上阵。
【典例佐证】
5. [2014·重庆高考]为了研究人们用绳索跨越山谷过程中绳索拉力的变化规律,同学们设计了如图甲所示的实验装置。他们将不可伸长轻绳的两端通过测力计(不计质量及长度)固定在相距为D的两立柱上,固定点分别为P和Q,P低于Q,绳长为L(L>PQ)。
他们首先在绳上距离P点10 cm处(标记为C)系上质量为m的重物(不滑动),由测力计读出绳PC、QC的拉力大小TP和TQ。随后,改变重物悬挂点C的位置,每次将P到C点的距离增加10 cm,并读出测力计的示数,最后得到TP、TQ与绳长PC的关系曲线如图乙所示。由实验可知:
(1)曲线Ⅱ中拉力最大时,C与P点的距离为________cm,该曲线为________(选填:TP或TQ)的曲线。
(2)在重物从P移到Q的整个过程中,受到最大拉力的是________(选填:P或Q)点所在的立柱。
(3)在曲线Ⅰ、Ⅱ相交处,可读出绳的拉力T0=________N,它与L、D、m和重力加速度g的关系为T0=________。
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[解析] (1)由图乙可读出,Ⅱ中拉力最大时,C与P点的距离为60 cm。此时以C点为研究对象,如图所示,竖直方向TPsinθ1+TQsinθ2=mg,水平方向TPcosθ1=TQcosθ2。当TP=TQ时,cosθ1=cosθ2,即θ1=θ2,若C点左移即PC减小,则θ1增大,cosθ1减小,θ2减小,TPcosθ2cosθ2增大,T=>1,即TP>TQ,故Ⅱ为TP的曲线,Ⅰ为TQ
cosθQ1的曲线。
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(2)由图乙可知图线Ⅰ对应的极值最大,故受到最大拉力的是Q点所在的立柱。
(3)曲线Ⅰ、Ⅱ相交处,可读出绳的拉力T0为4.30 N。 此时满足关系:TP=TQ=T0 TPsinθ1+TQsinθ2=mg TPcosθ1=TQcosθ2 L2-D2sinθ2= L解得:θ1=θ2 mgLL2-D2T0=。
2?L2-D2?
[答案] (1)60(56~64之间的值均可) TP (2)Q mgLL2-D2(3)4.30(4.25~4.35之间的值均可) 2?L2-D2?
6. [2014·河南六市一联]某学习小组通过实验来研究用电器Z的导电规律。他们在实验中测得用电器Z两端的电压与通过Z的电流的数据如下表:
U/V 0.0 0.2 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 I/A 0.000 0.050 0.100 0.150 0.180 0.195 0.205 0.215 (1)请根据上述表格中的数据,在图a中用笔连线补充完成该电路的实物图;
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(2)请根据题中信息,在方框内画出电路图;
(3)利用这些数据绘出的用电器Z的伏安特性曲线如图b所示。若把该用电器Z接入图c所示的电路中时,电流表的读数为0.100 A,已知A、B两端电压恒为1.5 V,则定值电阻R0的阻值为________Ω。
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[解析] (1)(2)由实验数据可知用电器Z的电压和电流均从零开始增加,所以滑动变阻器应使用分压式接法,实物连接图及电路图见下图甲、乙。(3)当通过Z的电流为0.100 A时,从图b中可得此时Z两端电压为0.5 V,则R0两端电压U0=1.5 V-0.5 V=1 V,R0=1 V
=10 Ω。
0.100 A