自主招生题库
更新时间:2023-10-31 13:57:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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4.如图所示,电源两端电压不变。当闭合开关S、S1和S3,断开开关S2,滑动变阻器的滑片P滑至某一位置时,电压表的示数为U1,电阻R1的电功率P1=6.4W,电流表的示数为I1;当闭合开关S和S2,断开开关S1和S3,滑片P滑至另一位置时,电压表的示数为U2,电阻R1与滑动变阻器的总功率P2=4.5W,电流表的示数为I2;当闭合开关S,断开开关S1、S2和S3,滑片P滑到B端时,电阻R2的功率为P3,电流表的示数为I3。已知:求:
R11U18?,?。R23U215
(1)电流I1与I2之比; (2)电功率P3。
【答案】(1)I1∶I2?8∶3 (2) PW 3?10.8【解析】
试题分析:开关只断开S2,变阻器接入电路电阻为R A,简化电路如图甲所示;开关只断开S1、S3,变阻器接入电路电阻为R B,简化电路如图乙所示;开关只闭合S,简化电路如图丙所示。
由图甲、乙得:P1=U1I1=6.4W P2=U2I2=4.5W I1PU6.4W158?1?2??? ① I2P2U14.5W83 RB=4
R1
②
U1=I1R1 U2=I2 (R1+RB)
R1UI831?1?2???R1+RBU2I11585读题知电源电压一定I1?R1?RA? ? I2?R1?RB?R2?,R11?,解得8RA = 4R1+3RB ③ R23将②代入③得:RA = 2R1 由图甲、丙得:I1?UU,I3? R1?RAR1?R2I1R1?R2R1?3R14P3I32R29327, ???,?2???I3R1?RAR1?2R13PIR16116111P3?2727P??6.4W?10.8W 11616注:计算题若用其它方法求解,只要过程、结果正确,评分标准雷同。
考点:比例知识综合应用,根据实物示意电路和题意画简化电路图,电功率计算式P=UI,欧姆定律应用。
7.如图所示的电路中,电源两端的电压不变。只闭合开关S,当滑动变阻器滑片P滑至最左端时,电压表示数为6V,电阻R1与R2消耗的电功率之和为P1;当闭合开关S、S1,滑片P滑至滑动变阻器中点时,电压表示数为10V,R2消耗的电功率为P2。已知:P1:P2=27:50。求:
(1)电阻R1与R2的比值; (2)电源两端的电压U。 【答案】(1)电阻R1与R2的比值为5:1; (2)电源两端的电压为15V. 【解析】
试题分析:先画出开关闭合前后的等效电路图;
(1)根据电压表的示数和欧姆定律求出甲、乙两图中电流的大小关系,根据电源的电压不变和欧姆定律表示出电阻关系;再利用P?IR及消耗的电功率表示出电阻关系,联立方程求出电阻R1与R2的比值.
(2)根据串联电路的电阻分压特点,结合乙图求出电源的电压.
解:当只闭合开关S时,等效电路如图甲所示;当闭合开关S和S1时,等效电路如图乙所示;
2
等效电路图 1分
(1)由甲、乙两图得:
I1RU16V3I1=== 解得R10VI210U2I22 ①
R?R23I1电源两端电压U不变, =2= ②
I2R1?R2?R10I12(R1?R2)27P1由甲、乙两图得: == ③ 250P2I2R2由①式③式可得: R5(R1?R2)6=;得1= ④ 1R2R21(2)由②式和④式解得: 4R=⑤ R21在甲图中: U=R1?R2?RU1=15V
R
考点:电功率的计算
点评:本题是电学综合题,综合性强,难度大。
15.如图所示利用小型发电机给工厂中的电动机和灯泡供电,发电机的输出功率为1kw,输电电压为250V,发电机与工厂之间距离为为400m,发电机与工厂之间两根输电导线总电阻为7.5Ω,其它导线电阻忽略不计,在该电路中灯泡的实际功率为110W,电动机线圈电阻4Ω。试求:
(1)输电效率为多少?
(2)电动机的电功率以及输出功率。
发电
工
36、(1)I?P1000W??4AU250V
∴P热?I2R?(4A)2?7.5??120W∴P'?P?P热?1000W?120W?880WP'880W??88%P1000W(2)U'?U?IR?250V?4A?7.5??220VP110W∴I灯???0.5AU'220V∴I电动机?I?I灯?4A?0.5A?3.5A∴??∴P电动机?UI电动机?220V?3.5A?770WP热'?I2电动机R?(3.5A)2?4??49?∴P?P?P?770W?49??721W【答案】输出电动机热 21.图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图,使用电动机和滑轮组(图中未画出)将实心长方体A从江底沿竖直方向匀速吊起,图乙是钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图像。A
3
完全离开水面后,电动机对绳的拉力F大小为6.25×10N,滑轮组的机械效率为80%。已知
4
A的重力2×10 N,A上升的速度始终为0.1m/s。(不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重,不考虑风浪、水流等因素的影响)求:
(1)长方体A未露出水面时受到的浮力; (2)长方体A的密度;
(3)长方体A完全离开水面后,在上升过程中F的功率。
(4)把长方体A按图21甲中的摆放方式放在岸边的水平地面上,它对地面的压强。
433
【答案】(1)1×10N;(2)2×10kg/m;(3)2500W;(4)把长方体A按图
4
甲中的摆放方式放在岸边的水平地面上,它对地面的压强为4×10Pa.
37.为了监测水库的水位,小明设计了利用电子秤显示水库水位的装置。该装置由长方体A和B、滑轮组、轻质杠杆CD、电子秤等组成,且杠杠始终在水平位置平衡,OC:OD=1:2,如图所示。
3
已知A的体积为0.03m,A所受的重力600N,B所受的重力为110N;当水位上涨到与A的上表面相平时,水面到水库底部的距离h=20m。不计滑轮和绳的重力与摩擦。已知水的密度为
33
1x10kg/m.求:
(l)水库底部受到水的压强; (2)A受到的浮力;
(3)此时电子秤受到B对它的压力。
5
【答案】(l)2.0×10Pa (2) 300N (3)60N 【解析】(1)水库底部受到水的压强
335
P=ρ水gh=1.0×10kg/m×10N/kg×20m =2.0×10Pa (2)A受到的浮力
333
F浮=ρ水gV排=1.0×10kg/m×10N/kg×0.03m=300N
(3)对A进行受力分析:竖直向下的重力GA、竖直向上的浮力F浮、竖直向上绳的拉力F拉 F拉= GA-F浮=600N-300N=300N
对滑轮组,不计滑轮和绳的重力与摩擦,
/
下端绳子对滑轮组的拉力F拉= F拉=300N
/
每股绳子拉力FC拉=1/3 F拉=1/3×300N=100N
对轻质杠杆CD,绳子对杠杆C点拉力FC= FC拉=100N 根据杠杆平衡条件:FCOC=FDOD,可得 FD= FCOC/OD=100N×1/2=50N
对B进行受力分析:竖直向下的重力GB、竖直向上绳的拉力FD拉、竖直向上电子秤支持力F支
FD拉= FD= =50N
F支= GB-FD拉=110N N-50N=60N
根据力的作用相互性,电子秤受到B对它的压力F压= F支=60N (1)直接利用液体压强公式p=ρgh求底部受到水的压强;
(2)已知物块A的体积(物块A的顶部刚没入水面时排开水的体积),利用阿基米德原理求物块A所受的浮力;
(3)对各个物体分别进行受力分析,应用相关知识:浮力、杠杆、滑轮组、作用力与反作用力,解决实际问题。
【考点】液体压强,浮力,杠杆,滑轮组,受力分析,作用力与反作用力等。
21.如图是利用电子秤显示水库水位装置的示意图。该装置主要由滑轮C、D,物体A、B以及轻质杠杆MN组成。物体A通过细绳与滑轮C相连,物体B通过细绳与杠杆相连。杠
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