【題目】智能機器人目前已能夠為人類在很多方面進行高效率、高精準度的服務(wù),如圖甲所示為一種名為“小i”的圖書搬運機器人,圖乙為其工作過載報警、保護電路原理圖,工作電壓為48 V,R0為電阻箱,R為壓力傳感器,其阻值隨所受壓力的變化如圖丙所示,當通過觸發(fā)器的電流超過0.5 A時就觸發(fā)警報,同時電動機停止工作。已知該機器人的最大負重為20 kg,觸發(fā)器的電阻忽略不計,g取10 N/kg。試問:
(1)讀者與“小i”對話,咨詢某圖書所在的位置,“小i”需將讀者的聲音信號轉(zhuǎn)化為電流信號,其原理是________。
(2)為保護“小i”,電阻箱R0的阻值至少為______________。(g取10 N/kg)
(3)“小i”每天需將1 944 kg圖書從借閱處分批搬回書架上,每次放回需將圖書提高0.5 m,搬書時能量轉(zhuǎn)化效率為90%,則完成每天搬書上架任務(wù)需要消耗的電能是______________。
(4)為了使“小i”更好地工作,設(shè)計人員計劃降低機器人報警負重,應(yīng)將電阻箱R0的阻值______________調(diào)整,并簡要說明理由______________。
【答案】電磁感應(yīng) 81 Ω 1.08×104 J 應(yīng)適當減小電阻箱R0的阻值 詳見解析
【解析】
(1)[1]“小i”將讀者的聲音信號轉(zhuǎn)化為電流信號,即將機械能轉(zhuǎn)化為電能,其原理是電磁感應(yīng)。
(2)[2]機器人受的最大壓力
F=G=mg=20 kg×10 N/kg=200 N
由圖丙可知,當F=200 N時,壓力傳感器的阻值R=15 Ω。由I=得,電路總電阻
R總===96 Ω
電阻箱R0接入的最小阻值
R0=R總-R=96 Ω-15 Ω=81 Ω
(3)[3]機器人對書做的功
W=Fs=Gh=m書gh=1 944 kg×10 N/kg×0.5 m=9.72×103 J
由η=×100%得消耗的電能
W電==1.08×104 J
(4)[4][5]由于電源電壓和觸發(fā)器停止工作的電流不變,根據(jù)R總=可知,報警時電路總電阻不變,若降低報警負重,則報警時壓力傳感器R所受的壓力變小,由圖丙可知其阻值增大,所以根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律,應(yīng)將電阻箱R0的阻值適當減小。
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【題目】某同學(xué)想測量一種液體的密度。他將適量的待測液體加人到圓柱形平底玻璃容器里,然后一起緩慢放人盛有水的水槽中。當容器下表面所處的深度h1=10cm時,容器處于直立漂浮狀態(tài),如圖a所示。(已知容器的底面積S=25cm2,ρ水=1.0×103kg/m2,g取10N/kg)
(1)求水對容器下表面的壓強;
(2)求容器受到的浮力;
(3)從容器中取出100cm3的液體后,當容器下表面所處的深度h2=6.8cm時,容器又處于直立漂浮狀態(tài),如圖b所示。求液體的密度。
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【題目】在木棒的一端纏繞一些銅絲制成兩個完全相同的簡易密度計,現(xiàn)將它們分別放入盛有不同液體的兩個燒杯中,如圖所示,當它們豎直靜止在液體中時,液面高度相同。從觀察到的現(xiàn)象可以判斷:兩個簡易密度計所受浮力F甲_____F乙、兩杯液體的密度ρ甲_____ρ乙、兩個燒杯底部所受液體的壓強p甲_____p乙(選填”大于”、“小于”或”等于“)
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【題目】連云港興起的“廁所革命”極大地提升了市民的生活品質(zhì)。為解決冬天如廁時馬桶座冰冷的問題,某興趣小組為一公廁設(shè)計了簡易電熱馬桶座,其電路如圖所示,定值電阻R1和R2為兩電熱絲,單刀雙擲開關(guān)S2可接a或b。已知電阻R2 =550Ω,所加電源電壓為220V。當S1閉合,S2接a時,電路發(fā)熱的功率為22W。
(1)求R1的阻值;
(2)分別求出①S1斷開、S2接a;②S1閉合、S2接b兩種情況下電路的發(fā)熱功率。
(3)小明同學(xué)對此電路設(shè)計進行評估,發(fā)現(xiàn)該電路一直處于工作狀態(tài),不利于節(jié)能環(huán)保,建議在電路中增加定時開關(guān)。老師認為該電路設(shè)計還有不足,請你指出所存在的不足。
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【題目】在鐵路建設(shè)、維護時經(jīng)常用道釘撬來撬起道釘,如圖甲所示為使用道釘撬來撬鐵路枕木上道釘?shù)氖疽鈭D,已知道釘撬OA一端為鐵質(zhì)撬片,OB一端為粗細均勻的圓柱形鐵棒,AO=0.1 m,OB=1.5 m,OB與水平地面的夾角為30。鐵路工人將道釘嵌入地面時的力F1為3 000 N,剛好撬起道釘時的阻力F2為1 500 N。道釘撬的重力忽略不計,π取3.14。試問:
(1)已知道釘釘帽的面積約為300 mm2,將道釘嵌入水平地面時,對釘帽上的壓強是多少?
(2)在一次作業(yè)時需要使用道釘撬將道釘撬出,鐵路工人所用的最小動力F是多少?
(3)在將道釘撬出的過程中,鐵路工人用時5 s將道釘撬從圖甲所示位置下壓到OB緊貼水平地面,如圖乙所示。此過程中鐵路工人始終用最小動力,則鐵路工人做功的功率是多少?
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【題目】如圖所示,電源電壓為6V保持不變,電阻R1的阻值為5Ω,滑動變阻器上標有“10Ω 1A”的字樣。在元件安全的情況下,移動滑動變阻器滑片P過程中,則( )
A.R1的功率范圍5W~0.8W
B.R1的功率范圍7.2W~0.8W
C.R2的最大功率是1.8W
D.R2的最大功率為1.6W
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【題目】如圖所示為汽車啟動原理圖。汽車啟動時,需將鑰匙插入鑰匙孔并旋轉(zhuǎn)(相當與接通電路)。下列有關(guān)說法錯誤的是( )
A.啟動后通電螺線管產(chǎn)生磁性B.啟動后通電螺線管F端的磁極為N級
C.電動機是利用電磁感應(yīng)原理制成的D.工作時通電螺線管兩端電壓與電動機兩端電壓不同
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【題目】可燃冰作為一種新型燃料。是天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀的結(jié)晶物質(zhì),可直接點燃,1m3可燃冰在常溫常壓下可釋放160m3的天然氣。根據(jù)以上信息可知,可燃冰是_______(選填“可再生”或“不可再生”)能源。1m3的可燃冰釋放的天然氣完全燃燒放出的熱量為______J,若該熱量全部被水吸收,可將______kg的水從10℃加熱到90℃。[c水=4.2×103J/(kg·℃),天然氣的熱值q =4.2×107J/m3,環(huán)境為標準大氣壓]
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【題目】如圖是物理興趣小組設(shè)計的四個測量身高的電路圖,身高儀都由電壓表改裝而成。能實現(xiàn)身高越高身高儀示數(shù)越大且刻度均勻的電路是
A.
B.
C.
D.
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