(2008•青岛模拟)综合计算:

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(1)如图1所示,已知A、B两个物体质量之比为1:2,使用同一个滑轮组分别提起A和B时,作用在绳子上的拉力之比为3:5,求提起物体A时的机械效率是多少?(忽略摩擦和绳重)
(2)如图2所示电路中,电源电压6V恒定,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,灯L1和L2的规格分别为“6V 1.8W”和“6V 1.2W”,滑动变阻器R的规格为“50Ω 1.5A”,不计温度对灯丝电阻的影响.求:
①滑动变阻器的滑片P放在a端时,闭合开关S1、S2、S3后,电流表的读数是多少?
②若只闭合开关S1、S2,且要求电路元件安全使用,在滑片移动过程中,求整个电路消耗的最小功率.
寒鸦春雪 1年前 已收到1个回答 举报

xx上海滩 幼苗

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解题思路:(1)根据滑轮组拉力公式及题意求出物体A与动滑轮的重力关系;然后由效率公式求出提起物体A时的效率.
(2)由灯泡铭牌可以知道灯泡的额定电压与额定功率,由电功率的变形公式可求出灯泡电阻;
①由电路图可知,滑片P放在a端,闭合开关S1、S2、S3后,两灯泡并联,电流表测干路电流,根据欧姆定律和并联电路电流特点求出电流表的示数;
②由电路图可知,只闭合开关S1、S2时,滑动变阻器和灯L1串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;
根据P=UI可知,在电源电压不变时,电路的最小功率取决于电流的大小,当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路中电流最小,再根据电路元件安全使用的要求,
进一步求出整个电路消耗的最小功率.

(1)由图1可知,滑轮组承重绳子的股数n=3,
∵mA:mB=1:2,∴GA:GB=mAg:mBg=mA:mB=1:2,
GB=2GA,设动滑轮的重力为G,则拉力F=
G物+G动
3,
由题意知,
FA
FB=

GA+G动
3

GB+G动
3=
GA+G动
2GA+G动=[3/5],则GA=2G
η=
W有
W总=
GAh
(GA+G动)h=
2G动
2G动+G动=[2/3]=66.7%.
(2)∵P=
U2
R,
∴灯泡电阻R1=

U2L1
PL1=
(6V)2
1.8W=20Ω,R2=

U2L2
PL2=
(6V)2
1.2W=30Ω;
①滑片P放在a端时,闭合开关S1、S2、S3后,等效电路图如图甲所示,
电流表示数I=I1+I2=[U
R1+
U
R2=
6V/20Ω]+[6V/30Ω]=0.5A;
②只闭合开关S1、S2,等效电路图如图乙所示,
电源电压不变,由P=UI可知,电路电流最小时,
电路总功率最小,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,
∵电压表的量程为0~3V,∴电压表最大示数,即滑动变阻器电压U=3V,
此时灯泡两端电压UL1′=U-U=6V-3V=3V,
电路电流I′=
UL1′
R1=[3V/20Ω]=0.15A<0.6A,电流表安全,
整个电路消耗的最小功率P=UI′=6V×0.15A=0.9W.
答:(1)提起物体A时的机械效率是66.7%.
(2)①滑片P放在a端时,闭合开关S1、S2、S3时,电流表的读数是0.5A.
②只闭合开关S1、S2,求整个电路消耗的最小功率是0.9W.

点评:
本题考点: 电功率的计算;机械效率的计算.

考点点评: (1)熟练应用滑轮组的拉力公式认真计算,即可正确解题.
(2)本题考查求干路电流、电路总功率的最小值等问题,本题正确解题的关键是电路分析,难点是只闭合开关S1、S2时电路最小电流的确定.

1年前

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