(4)原因可能有:
A水位水量不准确(比真实值偏大),B、当时的实际电压比额定电压220V高,C、电热壶上的标称值比实际值偏小,D、小林记录的时间比实际的时间少。
说明:
本题在实际解答时,宜用定位法。
先定位到哪个公式,然后再来求解公式中所要求的量,如此即可求出问题的答案。
在解决后面的(3)(4)两问时,我们首先应对自己前面两问的解答充分查证,如自己的作法如果无误,则实际的原因就应该多动脑筋想,最后总是能找到答案的。
例5.某兴趣小组的同学进行电学实验过程中发现了一个有趣的元件,由于A、B两部分被封闭在一个透明的玻璃壳内,a、b是其两个外露的接线柱(如图27-甲)。
他们了解到B是一个定值电阻,其电压与电流关系如表所示:
A是一种由特殊金属丝制成的导体,它的额定电压是6V。
为进一步了解A的某些特征,他们将元件的ab两端接在图27-乙的a′b′两点,测得了多组元件的电压与电流值,并绘制成如图27-丙的曲线。
请根据上述信息回答:
(1)计算电阻B的阻值。
(2)计算导体A的额定功率。
(3)调节滑动变阻器,使电压表示数为4V,计算10s内导体A产生的热量和导体B的实际功率。
电压U(V)
2.0
4.0
6.0
电流I(A)
0.10
0.20
0.30
图27
分析:
本题是电学部分计算题中比较典型的一种题,由于本题所涉及到的都是一些电学中最为基础的一些计算,难度不大,做本题用前面所讲的综合法比较好。
当然,首先定位,第一问:
求电阻用欧姆定律,通过表中的数据,代入欧姆定律公式,则这个问题不难解决。
第二问,求导体A的额定功率,用公式P=UI即可,只是要注意,公式中的UI都是指它们的额定电压与额定电流,这个数据要从坐标图上找出,额定电压为6V,对应的电流值即可利用公式求解。
第三问在知道了电压的基础上,由于两个用电器是并联的,电压都为4V,对于A的电流通过查表可知,B的实际功率用P=U2/R来求。
答案:
(1)根据表中的数据由欧姆定律可得R=U/I=2.0V/0.1A=20Ω
R=U/I=4.0V/0.2A=20ΩR=U/I=6.0V/0.30A=20Ω。
即B的电阻为20Ω
(2)由图像可以看出当电压为6V时,对应的电流为0.46A,故A的额定功率为P=UI
=6V×0.46A=2.76W
(3)当电压为4V时,由图像中的数据可知,电流为0.38A
则A的实际功率为P=UI=4V×0.38A=1.44W
B的功率为P=U2/R=1.6W。
说明:
在这个问题中我们先用定位法,定位本题所属的知识体系,然后用分析法,将要求的物理量所涉及到的公式表示出来,其中的未知量从题目中所提供的一些信息来解决
例6.如图28是一种测量小汽车油箱内油量装置的原理图。
压力传感器R的电阻会随所受压力的大小发生变化,油量表(由电流表改装而成)指针能指示出油箱里的油的多少.已知:
压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示.(g取10N/kg)
压力F/N
0
50
100
150
200
250
300
…
电阻R/Ω
500
380
310
245
200
170
150
…
若压力传感器R的上表面面积为5cm2,汽油热值为4.2×107J/kg,汽油密度为0.71×
103㎏/m3,电源电压为6V。
请回答:
图28
(1)当油与箱总重为600N时,压力传感器R受到的压强是多大?
(2)若油箱内油为10㎏时,汽油完全燃烧能放出的热量是多少?
(3)如果空油箱的质量为5.8㎏,油量表指针指向2×10-2m3时,电路中电流是多少?
分析:
这是一个集力学、热学、电学的计算于一体的题目,综合性比较强,所涉及的知识点比较多,但是这个题目并不难。
第一问用公式:
P=F/S,找出压力即油与箱的总重,受力面积即为传感器的上表面的面积;
第二问油箱中的油质量已知,求其燃烧所放出的热量,用公式Q=qm,可解;
第三问求电路中的电流,电源电压已知,只要设法求出电路中的电阻即可,而要电阻,而电阻的大小又与电路中的压力有关,当油箱中的油量为2×10-2m3时,我们可以算出油箱中油的质量,从而求出油的重力计算出此时的压力查表求出电阻值,从而计算出电流。
答案:
(1)根据P=F/S得P=
=1.2×106Pa
(2)根据Q=qm得Q=qm=4.2×107J/kg×10kg=4.2×108J
(3)根据
得:
m=ρv=0.71×103㎏/m3×2×10-2m3
=14.2kg
G总=mg=(14.2kg+5.8kg)×10N/kg=200N
查表知:
电阻为200Ω电源电压为6V故由欧姆定律得:
I=U/R=6V/200Ω=0.03A
说明:
这个题目可以用分析法来求解,在求最后一问时,综合性比较强,要利用分析法来求解.
【模拟试题】计算,姓名:
3.某铸铁件在铸造时所用木模的质量是18千克,木模的密度是0.6×103千克/米3,铸铁件铸成后称得其质量是206千克,已知铸铁的密度为7.0×103千克/米3,问:
该铸铁件中有无气泡?
为什么?
4.有一个每边长为0.1米的正方体金属块,质量为10千克,放于面积为1米2的水平桌面中央,金属块对桌面的压强是多大?
如果再用12牛顿的力沿竖直方向压金属块,这时金属块对桌面的压强是多大?
5.如图所示,边长为20厘米的正方体箱子的顶部固定有一截面积为4平方厘米的管子,现从管子上方往箱内灌水,使管中的水面高出箱子顶部30厘米,
求:
(1)箱子和管子里水的总重;
(2)水对箱底的压力;(3)水对箱顶的压力。
6.将某物体挂在弹簧秤上,当物体全部浸没在水中时,弹簧秤的示数为9.8牛顿;如果此物体露出水面的体积为其总体积的4/5时,弹簧秤示数为19.6牛顿。
求该物体的体积和密度。
7.一个体积为0.001米3的物块放在水中漂浮在水面时,露出水面的体积为物块全部体积的2/5,若将它放入某种液体中,当给它施加向下为39.2牛顿的压力时,物块将全部浸入某种液体中,求物块的密度及此种液体的密度各是多少?
8.用扁担挑重物,扁担长1.8米,两端分别挂250牛顿和200牛顿的水桶。
问要使扁担挑平,肩的位置应在哪里?
(计算时不考虑扁担的重力)
9.功率为4.9千瓦的抽水机,1分钟能把多少体积的水抽到10米高的水池里?
10.用一根绳把如图所示的两个定滑轮组成一最省力的滑轮组。
若每个定滑轮的重为100牛顿,绳的最大承受能力为200牛顿。
(不计摩擦)
(1)画出滑轮组的绕线图;
(2)求此滑轮组能最多提起多重的物体?
(3)若在1秒钟内将500牛的重物竖直提起0.1米,求拉力的功率是多少?
(4)求提起500牛重物时,滑轮组的机械效率是多少?
试题答案
1.60秒2.1.67米/秒3.有气泡原因略
4.9800帕、11000帕
5.79.6牛顿、196牛、116.4牛
6.0.0025米3、1400千克/米3
7.600千克/米3、4600千克/米3
8.距250牛一端0.8米处
9.3米3
10.图略900牛、60瓦、83.3%
11.20℃
12.30902.3焦耳、5.1克
13.0℃
14.2.75千克
15.8欧姆、4欧姆、500小时
16.U2=U1=I1R1=0.4×10=4(伏)
I2=U2/R2=4/20=0.2(安)
I=I1+I2=0.4+0.2=0.6(安)
17.
(1)9.4Ω
(2)0.44A0.6A
18.5欧
19.30Ω
20.
(1)4V
(2)0.25
21.解:
S1、S2都闭合时,R2、R3并联总电流I=U/R2+U/R3=6/3+6/6A=3A
S1、S2都断开时,R1、R2串联总功率P=U2/(R1+R2)=36/(2+3)W=7.2W
答:
电流表示数为3A,总功率为7.2W。
22.5欧
23.解:
(1)W=Pt=700W×25×60s=1.05×106J
(2)设额定功率为P=U2/R…………①
实际功率为P实=U实2/R…………②
①/②=P/P实=U2/U实2
解之得:
P实=PU实2/U2=700W×(198V)2/(220V)2=567W
24.69
25.
(1)5Ω20Ω
(2)10Ω,6V
26.
(1)P大=UI=220×10=2200(W)
(2)P=P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7=200+250+90+225+125+700+500=2090(W)
因为电能表允许的最大负荷P大=2200W,若增加一个900W的电热水器,所有用电器一起工作时,P总=2090+900=2990W比最大负荷大很多,令电能表过载,所以,可能会损坏电能表,甚至引起火灾。
她家里的用电器使用应注意不能同时使用,应分开使用,或者进行线路改造后再添置电热水器。
27.解:
(1)当S1、S2都闭合且滑片P置于滑动变阻器的右端时,流过R0的电流
流过滑动变阻器的电流I=2.22A-1.85A=0.37A
滑动变阻器的最大电阻值:
(2)当S1、S2都断开且滑片P置于滑动变阻器的中点时,变阻器与灯泡串联
电路中总电阻:
灯泡的电阻:
灯泡的额定功率:
28.
(1)S接a为保温状态,S接b为加热状态
(2)加热时,
工作,
断开
保温时
与
串联
29.
(1)U总=12VUL=12V
(2)RL=20ΩP实=0.8W(3)P额=7.2W
1、如图1所示,质量为40kg的小凯同学骑着一辆质量为10kg的自行车在平直公路上匀速运动100m,所用时间为20s。
自行车在匀速行驶过程中受到的阻力如图2所示。
[本题g取10N/kg]
求:
(1)自行车行驶的速度?
(2)小凯骑车时,自行车对地面的压力为多少?
(3)小凯同学对自行车平均的牵引力是多少?
(4)骑自行车下陡坡时,应先刹前刹车,还是先刹后刹车?
为什么?
2、节能电动车为上海世博园区的游客提供了绿色交通服务。
若一辆1.2t的电动车在世博大道上沿直线行驶,电动机的牵引力为300N。
电动车行驶时的s—t图象如图3所示。
求:
(1)电动车受到的重力是多大?
【g取10N/kg】
(2)电动车以0至25s的速度行驶1千米需要多长时间?
(3)在0至25s电动车受到的摩擦阻力是多大?
图3
3、小旋有一枚用来雕刻印章的长方体形状的寿山石,如图4所示,他用天平测出其质量为60g,又用刻度尺测出其长、宽、高分别为2cm、2cm、5cm。
(g取10N/kg)
求:
(1)这枚寿山石的重力。
(2)这枚寿山石的密度。
(3)如果这块印章是纯铜制的,则其质量是多少?
[
]
4、有两个完全一样的瓶子,瓶子的质量为0.5kg,分别装满了水和某种液体,盛水的瓶子总质量为4.5kg,盛某种液体的瓶子总质量为3.7kg。
求:
(1)瓶子的容积是多少?
(2)该液体的密度是多少?
1、解:
(1)自行车行驶速度:
(2分)
(2)小凯及自行车受到的总重力:
又因为自行车在平直公路上做匀速直线运动(1分),所以
(1分)
(3)由图2可知:
(1分),又因为自行车做匀速直线运动,根据二力平衡(1分)
所以
(1分)
(4)答:
应先刹后刹车(1分)。
这是因为下陡坡时,如果先刹前刹车,前轮因刹车而减速(1分),但人与车的后半部分由于惯性仍继续保持向前高速运动状态(2分),这样容易使人及车向前翻斗摔倒而造成伤害(1分),所以应该先应先刹后刹车。
2、解:
(1)因为
,(1分)
所以,电动车受到的重力:
(2分)
(2)由图3可得,当
(1分),则
(1分)
所以,行驶1千米所需的时间:
(2分)
(3)由图3可知电动车做匀速直线运动,根据二力平衡,得(1分)
电动车受到的摩擦阻力:
(1分)
3、解:
(1)因为
,(1分)
所以寿山石的重力:
(2分)
(2)因为寿山石的体积:
(1分)
所以寿山石的密度:
(2分)
(3)因为
(1分),所以
铜制印章的质量:
(2分)
4、解:
(1)因为水的质量:
(1分)
所以瓶子的容积:
(2分)
(2)因为
,且
(1分)
所以液体的密度
(2分)