1、题型复习(四) 综合计算题第1讲 力学计算题型之一 压强和浮力的综合计算1（2016黔西南州）我州少数民族喜欢依山傍水而局，善于使用楠竹制作竹筏若某竹筏用7根完全相同的楠竹制作而成，每根楠竹质量为8kg，体积为0.1m 3，忽略制作竹筏所使用绳子的质量g取10N/Kg求：（1）不载人时，竹筏漂浮于水面受到的浮力及排开水的体积；（2）为安全起见，竹筏最多能有 12的体积浸入水中，若乘客质量均为50kg，不计竹筏的质量，该竹筏最多能载多少人解：（1）竹筏漂浮于水面，受到的浮力： F浮 =G竹筏 =nm竹 g=78kg10N/kg=560N，根据 F浮 = 水 gV排 可得排开水的体积：V 排 =
2、335601./1/Ngkgmkg浮水=5.610-2m2；（2）竹筏 1的体积浸入水中时，排开水的体积： =2V排 总 70.1m3=0.35m3，此时竹筏受到的浮力： =FgV浮 水 排=1103kg/m310N/kg0.35m3=3.5103N，不计竹筏的质量，竹筏仍然漂浮，则人的总重力 G总 =F浮 =3.5103N，所以，该竹筏最多能载的人数：n人 =3.510/GNmgkg总人=7（人）2（2016怀化）近期在日本召开了以美欧日等国的“七国峰会”，在会上日本再次无理提出了我国南海问题为了捍卫国家主权，我军派满载排水量达67500 t的“辽宁”号航空母舰加强了对南海黄岩岛等岛屿的巡逻
3、，在某次巡逻演习中雷达发现假想敌潜艇在15海里外的水下10m处潜行，随即投下重量为100kg的感应式浅水水雷攻击，并成功将敌潜艇击沉（g=10N/kg、水的密度为110 3kg/m3）问：（1）航空母舰满载时受到的浮力为多少？（2）敌潜艇受到水的压强有多大？（3）如图为感应式浅水水雷在水中待命时示意图，假设欲使水雷悬浮在水中，需在其下方用细绳悬挂一个密度为5l0 3kg/m3、质量为31.25kg的物体，求水雷的密度？（细绳的体积和质量忽略不计）解：（1）满载排水量67500 t，即m 排 =67500t；根据阿基米德原理可得，航空母舰满载时受到的浮力： F浮 =G排 =m排 g=675001
4、03kg10N/kg=6.75108 N（2）敌潜艇在水下10m处潜行，它受到水的压强： p= gh=1.0103kg/m310N/kg10m=1105Pa；（3）根据 = mV变形可得物体的体积：V 物 = 331.250/mkgm物物=6.2510-3m3；水雷和物体一起浸没在水中时，排开水的总体积：V 排总 =V水雷 +V物 ；根据力的平衡条件得 F浮总 =G总 ，即： 水 g（V 水雷 +V物 ）=（m 水雷 +m物 ）g；代入数据解得：V 水雷 =0.125m3 ；则水雷的密度： 水雷 = 310.25mkgVm水 雷水 雷=0.8103kg/m3 3. （2015雅安）2014年4
5、月14日，为寻找失联的MH370航班，启用了“蓝鳍金枪鱼21”（简称“金枪鱼”）自主水下航行器进行深海搜寻.其外形与潜艇相似（如图甲所示），其相关参数为：体积1m 3、重量7500N，最大潜水深度4500m，最大航速7.4km/h（为简化计算，不考虑海水密度变化，海水密度 取1.010 3kg/m3，g取10N/kg）.（1）假设“金枪鱼”上有面积为210 -3m2的探测窗口，当它下潜至4000m深度处时，该探测窗口承受海水的压力是多少？（2）“金枪鱼”搜寻任务完成后，变为自重时，能静止漂浮在海面上，求此时“金枪鱼”露出海面的体积为多大？（3）若上述漂浮在海面的“金枪鱼”，由起重装置将其匀速竖
6、直吊离海面.从某时刻计时起，起重装置拉力的功率随时间变化的图象如图乙所示，图中 P3=3P1.请分析出 t3时刻起重装置对“金枪鱼”拉力，并求出t1时刻起重装置对“金枪鱼”拉力（不考虑水的阻力）.解：（1）当它下潜至4000m深度处受到海水的压强 P=g h=1.0103kg/m310N/kg4000m=4107Pa探测窗口承受海水的压力 F=PS=4107Pa210-3m2=8104N（2）“金枪鱼”搜寻任务完成后，静止漂浮在海面上，则 F浮 =G=7500NV排 =F浮 /（ 液 g）=7500N/（1.010 3kg/m310N/kg）=0.75m 3露出海面体积V 露 =VV 排 =1
7、m30.75m 3=0.25m3（3）由图象分析知，在 t3时刻“金枪鱼”离开水面，此时起重装置对“金枪鱼”的拉力等于“金枪鱼”的重力，即 F3 =G=7500N由于起重装置吊起“金枪鱼”是匀速竖直离海面，则 v1=v3；又 P1=F1v1， P3=F3v3；因为 P3=3P1，则 F3=3F1，故 F1= F3= 7500N=2500N4（2016咸宁）某 村 在 新 农 村 建 设 中 需 在 河 道 上 修 建 一 座 石 桥 ， 图 甲 是 使 用 吊 车 向 河 底 投 放 圆柱 形 石 块 的 示 意 图 ， 在 整 个 投 放 的 过 程 中 ， 石 块 始 终 以 0.05m/
8、s的 速 度 匀 速 下 降 ， 图 乙 是 吊 车 钢丝 绳 的 拉 力 F随 时 间 的 变 化 图 象 （ 水 的 阻 力 忽 略 不 计 ） 请 求 ：（ 1） 石 块 的 重 力 为 N， 石 块 全 部 浸 没 在 河 水 中 时 所 受 的 浮 力 为 N；（ 2） 投 放 石 块 处 河 水 的 深 度 和 水 对 河 底 的 压 强 ；（ 3） 石 块 的 密 度 （ 保 留 一 位 小 数 ） 解 ： （ 1） 由 图 可 知 ， 当 石 块 没 有 浸 入 水 中 时 ， 拉 力 F=7000N，此 时 拉 力 等 于 重 力 ， 则 石 块 重 力 G=F示 1=700
9、0N， 当 石 块 全 浸 入 后 ， 浮 力 等 于 重 力 减 去 拉 力 ，F浮 =G F示 2=7000N 4000N=3000N（ 2） 石 块 从 接 触 水 面 到 接 触 河 底 用 的 时 间 t=140s 40s=100s，由 v= 得 河 底 深 度 ： h=vt=0.05m/s100s=5m，此 处 河 底 受 到 的 压 强 ： p= gh=1103kg/m310N/kg5m=5104Pa；（ 3） 由 F浮 = 水 gV排 得 ：V排 = = =0.3m3，因 为 石 块 完 全 浸 没 ， 所 以 V石 =V排 =0.3m3，m石 = = =700kg， 石 =
10、= 2.3103kg m35.（2015泸州）某校课外科技小组的同学为测量暴雨过后浑浊江水的密度，设计了如图所示的一套装置：A是弹簧测力计，B是便常委0.1m的均匀正方体浮子，C是圆柱形容器，D是一固定在容器底部的定滑轮.弹簧测力计和正方体浮子之间用一轻质无伸缩的细线通过滑轮相连接.（不考虑滑轮的摩擦，取g=10N/kg）解答下列问题：（1）当容器中盛有密度为 水 =1103kg/m3的适量的清水，按图中所示，使浮子B浸没在水中时，测力计A的示数为2N，浮子B的重力多大？（2）照图中的方法，将容器中的清水换为适量的浑水 ，使浮子B总体积的 54浸在水中时，测力计A的示数为0.4N.该浑水的密度
11、是多少？（3）在测另一种浑水密度的过程中，照图中方法，先拉动测力计将浮子B浸没在浑水中静止；然后将细线剪断，待浮子B静止漂浮后，容器底部所受浑水的压力比剪断细线前减小了2.8N，则此浑水的密度是多少？解：（1） F浮 = gv排 =1x103 kg/m3 x 10N/kg x (0.1m)3 =10NG= F浮- F=10N-2N=8N(2)F浮 =8N+0.4N=8.4N，因为 F浮 = 液 gv排所以 液 = F浮 /g v排 =8.4N/10N/kg x 0.8x(0.1m)3 =1.05x103 kg/ m3 (3) 当浮子B浸没在浑水中静止时，浮子B排开浑水的体积为：V 1=（0.1
12、m） 3=10-3m3剪断细线后，浮子B漂浮静止时，B受到的浮力： F浮B =G=8N因为 F浮 = 液 gv排，B排开浑水的体积：V 2=F浮B / 液 g=8N/ 液 gV=V1-V2=10 -3m3 - 8N/ 液 g F= PS= 液 ghs= 液 gV= p液 g(10-3m3-8N/ p液 g)= p液 g10-3m3-8N所以； p液 g10-3m3= F+8N=2.8N+8N=10.8N所以： p液= 10.8N/g*10-3m3=1.08x103 kg/m3题型之二 简单机械的综合计算1（2015巴中）如图所示，搬运工人用滑轮组提升重540N的物体，所用的拉力 F为200N，
13、物体以0.2m/s的速度匀速上升了10秒，不计绳重和绳与滑轮的摩擦，求：（1）物体上升的高度；（2）拉力 F所做的功；（3）若物重只有240N，滑轮组的机械效率.解：（1）由 v=s/t可得，物体上升的高度h= vt=0.2m/s10s=2m（2）由图可知，重物由3段绳子承担，故s=3h=32m=6m则拉力 F所做的功W 总 =Fs=200N6m=1200J（3） F=G总 ,即200N =（540N + G动 ），解得 G动 =60NW有用 =Gh=240N2m=480JF=（ +G动 ）=（240N+60N）=100N=Fs=100N6m=600J = 100%= 100%=80%2（20
14、16河北）如图所示，某建筑工地用电动机、定滑轮和斜面组成的装置，将重为1 600 N的建材山斜面底端匀速拉到顶端.已知斜面倾角为30.，斜面高为4.5 m，建材移动的速度为0.4 m/s，电动机的 输出功率为400 W，斜面的效率与整个装置的效率之比 1： 2=10：9.(忽略定滑轮处摩擦及绳中)求：(1)对建材做的有用功.(2)斜面的效率.(3)电动机解：（1）W有用= Gh=1600N4.5M=7200J（2） P= t W=Fs v= t拉力 F= smwvP/4.0=1000N斜面的效率 1= NJs5.217有 用总有 用 =80（3）装置的效率 2= 09180%=72%电动机消耗
15、的电能W= J72.42有 用W3（2016南宁）如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍，物体被匀速拉动的距离为1m当物体质量为2kg时，滑轮组的机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦力求：（1）物体质量为2kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力；（2）动滑轮的重力；（3）物体质量为10kg，以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力 F的功率解：（1）物体受到的摩擦力：f=0.1 G=0.12kg10N/kg=2N，（2）因为 =W有 用总 = fsfFn，故 F= 230.5fN= 43N由图知，滑轮组由3段绳子拉着动滑轮，由 F= 1
16、3（ G动 +f）得动滑轮重力： G动 =3F-f=3 43N-2N=2N，（3）当物体质量为10kg时，物体在水平面上受到的滑动摩擦力为：f=0.1 G=0.110kg10N/kg=10N自由端的拉力为： F= 13（ G动 +f）= 13（2N+10N）=4N拉力功率为： P=Wst=Fv=4N30.1m/s=1.2W4（2016沈阳）如图所示，是起重机吊臂上滑轮组的示意图用该滑轮组将一些规格相同的石板均速提升到2m高的平台上，若每块石板的重力均为1.210 4N当滑轮组一次提升一块石板时，钢丝绳的拉力 F的功率为3000W，此时滑轮组的机械效率为80%，不计摩擦和钢丝绳的重力，求：（1）
17、在此过程中，石板匀速上升时的速度是多少？（2）若该滑轮组一次匀速提升两块石板到同一平台上，则此时钢丝绳的拉力 F是多少？解：（1）根据 =W有 用总 = Gh总 可得总功：W 总 =41.208GhNm=3104J，由 P= t可得拉起古板的时间： t=430JP总=10s，所以古板的上升速度： v= 21shmts=0.2m/s；（2）由W 额 =G动 h=W总 -W有 可得动滑轮重力： G动 =44310.2WJNmh总 有 用=3000N，由图知，通过动滑轮绳子段数n=3，不计摩擦和钢丝绳的重力，由 F= 1n（ G物 +G动 ）可得，当滑轮组一次提升两块石板时拉力为： F= 13（21
18、.210 4N+3000N）=9000N5.（2016资阳）造福于资阳人民的“毗河引水”工程正在如火如荼的进行建设，如图所示为乐至县境内某引水渡槽建设工地用升降机从地面提升渡槽组件的示意图若渡槽设计高度为h=10m每一段组件质量为m=210 3kg，升降机最大功率为 P=40kW，每根钢丝绳上能承受的最大拉力是 F0=4104N，不计滑轮和钢丝绳的重力及摩擦力，取g=10N/kg，求：（1）该升降机一次最多能匀速提升多少段渡槽组件（2）某次提升中，升降机最大功率在 t=20s内将3段渡槽组件从地面匀速提升值设计高度，求钢丝绳拉力的功率 P1和升降机的机械效率 解：（1）每一段组件的重力 G=m
19、g=2103kg10N/kg=2104N，滑轮组的最大拉力 F=34104N=1.2105N，渡槽组件的段数：n=541.20=6段；（2）钢丝绳拉力做的有用功：W有用 =Gh=32104N10m=6105J，钢丝绳拉力的功率 P1= 6102Wts有 用 =3104W；总功W 总 =P总 t=40103W20s=6105J，升降机的机械效率 = 有 用总 100%= 56108100%=75% 6（2015重庆）如图所示，重力不计的木棒AOB可绕支点O无摩擦转动，木棒AB长为3m，均匀正方体甲的边长为10cm，物体乙的质量为5.6kg当把甲乙两物体用细绳分别挂在木棒的两个端点A、B上时，木棒
20、在水平位置平衡，此时物体甲对地面的压强为3000 Pa，支点O距A点1.6m求：（1）物体乙受到的重力；（2）物体甲受到的支持力；（3）物体甲的密度解：（1）物体乙受到的重力：G乙 =m乙 g=5.6kg9.8N/kg=54.88N；（2）由 p=得：物体甲受到的支持力：F支 =F压 =pS=3000Pa（0.1m） 2=30N；（3）根据杠杆平衡条件可得：（ G甲 F支 ）OA= G乙 OB，甲物体重力：G甲 = +F支 = +30N=78.02N，由 G=mg= Vg得：甲物体密度： 甲 = = 7.9610 3kg/m37（2015遂宁）某兴趣小组用如图甲所示的滑轮组（物体与动滑轮用绳子
21、a连接）匀速拉动放在同一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从200N开始逐渐增加，直到组装滑轮组的绳子b被拉断，每次物体拉动的距离均为2m. 通过实验绘出了该滑轮组机械效率随物体受到摩擦力大小变化的关系图像如图乙.（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦）求：（1）动滑轮重力（2）当滑轮组的机械效率为80%，物体以0.2m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率（3）一个重500N的同学利用该滑轮组，想独自用竖直向下的力拉断绳子b，请你通过计算分析他能否实现解：（1） 由图乙可知，当 f1=200N时， 501W有用1 = fs 由于不计绳重及绳与滑轮间的摩擦W额外 = G动 s W 总1 = fs+
22、G动 s 1有 用总 50201 动动 GNf G动 = 200N （2）当 802时， 822动动 fsf f 2 = 800N W 有用2 = f2s = 800N2m = 1600J tSv smvt10/2. tWP 6JWts有 用有 用 另解：当 802时， 222 80%ffG动 动 f 2 = 800N PFvt 280./16PfvNms有 用 （3）由图乙可知，当f 3=1600N时，绳子刚好被拉断，由于不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，且物体做匀速直线运动 绳b承受的最大拉力 )(313fGF动 NNF60)120(3 因为人的重力为500N，竖直匀速拉动，所以绳子对人的最大拉
23、力为人的重力，根据力的作用是相互的，故人给绳子的最大拉力为500N，由于绳子b承受的最大拉力大于人给绳子的最大拉力，所以该同学不能拉断绳子b .题型之三 压强浮力与简单机械的综合计算1.（2016北海）如图所示，轻质杠杆可绕O点转动，杠杆左端A处挂了一块，右端B处施加一个 F=3N的拉力，此时杠杆在水平位置平衡，得OA=30cm，OB=20cm（1）求绳子对杠杆A端的拉力（2）若物块的体积为10cm 3，求物块在水中所受到的浮力解：（1）由杠杆的平衡条件可得 FAOA=FOB，则绳子对杠杆A端的拉力： FA= 203OBcmN=2N；（2）因物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等，所以，物块在
24、水中所受到的浮力：F浮 = gV排 =1.0103kg/m39.8N/kg1010-6m3=0.098N2（2016郴州）如图所示，物体A质量为1kg，挂在动滑轮上，弹簧测力计拉力的方向竖直向上，动滑轮的重、绳的重和大小均不计，且不考虑一切摩擦，g取10N/kg求：（1）物体A静止在空气中时，弹簧测力计的示数是多少？（2）若物体A刚好浸没在水中静止时，弹簧测力计的示数为3N，则物体A受到的浮力是多少？（3）物体A的密度是多少？ 解：（1）由 GA=mAg=1kg10N/kg=10N,F= 12GA= 10N=5N（2）对滑轮受力分析对A的拉力： FA=23N=6N对A受力分析： F浮 =GA-
25、FA=10N-6N=4N（3）由 F浮 = 水 gV排 得：V 排 = 341.0/10/Ngkgmkg浮水 =410-4m3浸没：V A=V排 =410-4m3 A= 4310kg=2.5103kg/m33.（2016凉山州）2015年10月5日考古学家在黄海海域发现甲午海战沉船“致远舰”的消息轰动了整个考古界，随着水下考古工作的进行，一些重要文物近日陆续出水重见天日，关于这艘在海水中沉睡了120余年的战舰是如何被打捞起的谜题也逐步解开现某课外活动小组，照此设计了如图所示的简单机械，模拟打捞沉船，实验中用实心立方体A代替沉船，已知A的体积为0.1m 3，质量为280kg（设整个过程A均为匀速
26、直线运动状态，忽略钢缆绳重及滑轮摩擦，不考虑风浪，水流等因素的影响）（1）A完全浸没在水中时受到的浮力是多大？（ 水 =1.0103kg/m3）（2）若A完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率为60%，那么A完全打捞出水面后，岸上钢绳的拉力 F为多大？（3）若A完全打捞出水面后，以0.1m/s的速度被匀速提升，求岸上钢绳拉力 F的功率解：（1）A完全浸没在水中时受到的浮力：F浮 = gV排 = gV=1.0103kg/m39.8N/kg0.1m3=980N；（2）物体A的重力： G=mg=280kg9.8N/kg=2744N，A完全浸没在水中时，总功为W 总 =（ G+G动 -F浮 ）h，有用功为
27、W 有 =（ G-F浮 ）h，所以，滑轮组的机械效率： = 有 用总 100%= ()Fh浮 浮动（ -）100%=G浮 浮动-100%= 274980NG动 100%=60%，解得： G动 =1176N，由图可知，n=5，A完全打捞出水面后，岸上钢绳的拉力： F= 1n（ G+G动 ）= 15（2744N+1176N）=784N；（3）A完全打捞出水面后，以0.1m/s的速度被匀速提升时，绳端的速度： v绳 =nv物 =50.1m/s=0.5m/s，岸上钢绳拉力 F的功率： P=Fv绳 =784N0.5m/s=392W4.（2016孝感）用滑轮组与电动机结合使用可节省人力，提高工作效率.如图
28、所示，是一业余打捞队打捞某密封箱子的示意图，已知电动机工作时拉绳子的功率为1100W保持不变，箱子质量300kg、体积0.1m 3，每个滑轮重200N，水深6m，水面离地面4m，将箱子从水底提到地面时，用时间24s（不计绳重、摩擦和水的阻力，取g=10N/kg）.求:水（1）箱子在水底时下表面受到水的压强.（2）电动机把箱子提升到地 面做的总功.（3）整个打捞过程中，滑轮组机械效率的最大值.（4）整个打捞过程中，箱子上升的最大速度.解：（1）箱子在水底时下表面的深度h=6m，此处水产生的压强： p= gh=1103kg/m310N/kg6m=6104Pa（2）电动机工作时拉绳子的功率为1100
29、W保持不变，将箱子从水底提到地面用时 t=24s，由 得电动机所做的总功：W 总 =Pt=1100W24s=2.64104J；（3）在提升箱子过程中，不计绳重、摩擦和水的阻力 可知，动滑轮对箱子的拉力越大，滑轮组的机械效率越大，所以出水后滑轮组的机械效率最大箱子的重力： G=mg=300kg10N/kg=3000N；出水后，最大机械效率： （4）由于电动机工作时拉绳子的功率保持不变，根据 P=Fv可知：电动机的拉力最小时，绳端的速度最大，此时箱子上升的速度也最大当箱子所受浮力最大时（箱子浸没在水中上升时），电动机的拉力最小，箱子上升的速度最大；箱子所受的浮力： F浮 = gV排 =1000kg
30、/m310N/kg0.1m3=1000N则电动机的最小拉力：由 P=Fv可得，绳端的最大速度：则箱子上升的最大速度：第2讲 电学计算题型之一 欧姆定律的综合计算1.（2015茂名)如图所示，将滑动变阻器的滑片 P移向M端，闭合开关 S， 表的示数为1.0 A， 表的示数为6 V；滑片 P移向N端，闭合开关 S， 表的示数为2 V求：(1)电源的电压及电阻 R0的阻值；(2)R0消耗的最大电功率和滑动变阻器的最大阻值解：(1)由电路图可知，滑片移到M端时， R连入阻值为0，只有定值电阻接入电路，电压表测电源电压，电源电压： U UV6 V， I0 IA1.0 A，由 I 变形可得 R0的阻值：
31、R0 6 UR UI0 6 V1.0 A(2)滑片在M端时， R0电压最大，消耗的功率最大，最大功率： P0最大 6 WU2R0 （ 6 V） 26 滑片在N端时，滑动变阻器阻值全部接入电路， R与 R0串联接入电路，电压表测 R0两端电压，电路中电流： I A，滑动变阻器最大阻值： R滑最大 12 U 0R0 2 V6 13 U滑I U U 0I 6 V 2 V13 A2.（2014自贡）如图所示，电源电压保持不变，电流表使用00.6A的量程，电压表使用03V的量程，定值电阻 R1=8，灯泡电阻 R2=5，滑动变阻器的最大阻值 R3=20（1）开关 S1断开， S2闭合，电流表示数为0.25
32、A，电压表示数为2.5V，求电源的电压和滑动变阻器接入电路的电阻值；（2）将开关 S1闭合， S2断开，移动滑动变阻器的滑片，为了保证电流表和电压表不超过其量程，滑动变阻器接入电路的电阻值只能在什么范围内变化？3.（2016六盘水）如图所示，甲为电路的连接情况，R 1=20。R 2为滑动变阻器，乙为R 3的I-U图像，电源电压保持不变。当S 1闭合，S 2断开时，滑片P在a段，则电流表的示数为0.6A；若滑片P在b端，则电压表示数为8V.求：（1）电源电压。（2）滑动变阻器R 2的最大阻值。（3）当S 1、S 2均闭合，且滑片P在a端时，求电流表的示数。解：（1）当 1S闭合， 2断开，滑片
33、P在a端时， 2R=0,电路中只有 1R在工作，由 RUI可得电源电压U= IR= VA06.(2)当 1闭合， 2断开，滑片 P在b端时， 2达到最大值，且 1、 2串联，此时电压表测 2两端的电压2=8V,则 两端的电压 1U=12V-8V=4V,电路中的电流 AVRI.0440.82AVIR(3)当 1S、 2均闭合，且滑片 P在a端时， 1R、 2并联，由乙图可知 203.6AV,由并联电路电阻的大小关系102013R，所以 R=10 ，故干路电流 AVRUI2.题型之二 电功率的综合计算1. （2016十堰）如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L上标有“6V 3W”字样，电阻 R1=4
34、0，电压表的量程为03V，当开关 S1断开， S2、 S3闭合时，灯泡L恰好正常发光（不考虑温度对电阻的影响）（1）求灯泡L正常工作时的电阻和电源电压（2）当闭合 S1，断开 S2、 S3，且把滑动变阻器 R2的滑片滑到最右端时，电流表的示数为0.1A，滑动变阻器的最大阻值为多大？（3）当断开 S1、 S2，闭合 S3时，在保证电路安全的条件下，灯泡L消耗的最小功率为多少？并求出此种情况下电路1min 消耗的电能解：（1）当开关 S1断开， S2、 S3闭合时， R1断路， R2被短路，灯泡L恰好正常发光，电源电压 U=U额 =6V；由 P= 得：灯泡L正常工作时的电阻： RL= = =12；
35、（2）当闭合 S1，断开 S2、 S3， R1和 R2串联，把滑动变阻器 R2的滑片滑到最右端时，滑动变阻器阻值最大，由 I= 得：电路总电阻： R= = =60，滑动变阻器的最大阻值： R滑 =R R1=6040=20；（3）当断开 S1、 S2，闭合 S3时，灯泡和滑动变阻器串联，电压表示数为3V时，电路中的电流最小；则电路中的最小电流： I最小 = = =0.25A，灯泡消耗的最小功率： P=I2RL=（0.25A） 212=0.75W；电路消耗的电能：W= UI最小 t=6V0.25A60s=90J 2（2015广元）如图所示，灯L上标有“6V 3W”字样（不考虑温度对灯泡电阻的影响）
36、，电阻 R1=20求：（1）灯泡的电阻；（2）当开关 S1闭合， S2、 S3都断开时，灯L正常发光，电源电压；（3）开关 S1、 S2、 S3都闭合，且滑片 P在b端时，电流表的示数为2.4A，滑动变阻器 R2的最大阻值；（4）当开关 S1断开， S2、 S3都闭合，且滑片 P在a、b间中点时，在1min内滑动变阻器产生的热量解：（1）由题意知：灯泡的额定电压 UL=6V，额定功率 PL=3W，灯泡电阻 RL= = =12（2）灯泡正常发光，电路电流 I= = =0.5A，电阻 R1与灯泡L串联，电源电压 U=I（ R1+RL）=0.5A（20+12）=16V（3）电路电流 IA=2.4A，
37、电阻 R1与 R2并联，由欧姆定律得：流过电阻 R1的电流 I1= = =0.8A，流过电阻 R2的电流 I2=IA I1=2.4A0.8A=1.6A，电阻 R2的电阻值 R2= = =10（4）滑片 P在a、b间中点，滑动变阻器接入电路的电阻值 R2= = =5，在 t=1min=60s内，滑动变阻器产生的热量 Q= t= 60s=3072J3.（2016攀枝花）冬 季 ， 养 鸡 场 为 了 提 高 产 蛋 量 ， 夜 间 需 要 在 鸡 舍 里 用 电 热 器 加 热 并 用 灯 泡 照明 ， 白 天 需 要 在 鸡 舍 里 用 电 热 器 加 热 ， 不 需 要 用 灯 泡 照 明 小
38、 阳 根 据 上 述 要 求 设 计 了 一 种 加 热 照明 装 置 ， 这 个 装 置 的 电 路 图 如 图 所 示 ， 电 阻 R1和 R2是 两 个 用 来 加 热 且 阻 值 不 变 的 电 阻 丝 ， 灯 L是标 有 “220V 160W”的 照 明 灯 泡 ， 开 关 S1、 S2的 通 断 只 有 两 种 状 态 ， 一 种 是 同 时 断 开 ， 另 一 种 是 同 时 闭 合 该装 置 从 早 晨 7： 00至 17： 00处 于 白 天 工 作 状 态 ， 连 续 正 常 工 作 10h， 这 段 时 间 内 电 流 表 的 示 数 为 4.4A， 电 阻 R1的 电
39、功 率 为 P1， 电 阻 R2的 电 功 率 为 P2， 电 路 的 总 电 功 率 为 P； 该 装 置 从 17： 00至 第 二天 早 晨 7： 00处 于 夜 间 工 作 状 态 ， 连 续 正 常 工 作 14h 已 知 ： 电 源 两 端 的 电 压 U恒 为 220V， =求 ： （ 1） 总 电 功 率 P；（ 2） 电 阻 R2的 阻 值 ；（ 3） 从 早 晨 7： 00到 第 二 天 早 晨 7： 00的 24h内 ， 该 加 热 照 明 装 置 共 消 耗 电 能 多 少 千 瓦 时 ？解 ： （ 1） 由 题 可 知 ， 白 天 工 作 状 态 下 不 需 要 照
40、明 ， 开 关 同 时 断 开 ， 由 图 可 知 此 时 R1与 R2串 联 ，电 流 表 测 电 路 中 电 流 ， 由 P=UI可 得 此 时 电 路 的 总 功 率 ： P=UI=220V4.4A=968W；（ 2） 由 I= 可 得 两 电 阻 串 联 的 总 电 阻 ： R=R1+R2= = =50 ，由 P=I2R有 ： = = = ，联 立 两 式 解 得 ： R1=10 ， R2=40 ；（ 3） 从 早 晨 7： 00到 第 二 天 早 晨 7： 00的 24h内 ， 照 明 灯 只 在 17： 00至 第 二 天 早 晨 7： 00处 于 夜间 工 作 状 态 时 发 光
41、 ，由 题 知 ， 此 时 两 开 关 同 时 闭 合 ， 由 图 知 此 时 L与 R1并 联 ， 所 以 照 明 灯 工 作 时 间 t=14h，U=U1=UL=220V， 所 以 灯 泡 正 常 发 光 ，由 W=Pt可 得 灯 泡 消 耗 电 能 ： WL=P额 t=0.16kW14h=2.24kWh，R1消 耗 功 率 ： P1= = =4840W=4.84kW，此 段 时 间 R1消 耗 电 能 ： W1=P1t=4.84kW14h=67.76kWh该 装 置 白 天 工 作 状 态 时 间 t =10h，消 耗 电 能 ： W=Pt=0.968kW10h=9.68kWh所 以 从
42、 早 晨 7： 00到 第 二 天 早 晨 7： 00的 24h内 ， 该 加 热 照 明 装 置 共 消 耗 电 能 ：W总 =WL+W1+W=2.24kWh+67.76kWh+9.68kWh=79.68kWh4（2015绵阳）如图所示的电路中，电源电压保持不变， R0是阻值为8的定值电阻，小灯泡L上标有“6V 3.6W”字样，当单刀双掷开关 S接1，滑动变阻器的滑片 P位于b端时，定值电阻 R0在1min内消耗的电能为750J不考虑温度对灯丝电阻的影响（1）求小灯泡L的电阻；（2）求电源电压；（3）当单刀双掷开关 S接2，移动滑动变阻器的滑片 P在某一位置时，小灯泡的电功率为1.6W，求此
43、时滑动变阻器的电功率解：（1）由 P=2UR变形可得灯泡的电阻： RL=223.6UPW额额 （ V）=10；（2）当开关 S接1，滑动变阻器的滑片 P位于b端时，电路为 R0的简单电路，此时电路电功率为 P0 756WJts=12.5W；由 P=2UR变形得电源的电压： U= 012.58PRW=10V；（3）当开关 S接2，移动滑动变阻器滑片 P在某一位置时，灯泡与滑动变阻器串联，由 P=I2R可得：电路中的电流： I= 1.60LPR=0.4A，小灯泡的电压： UL=IRL=0.4A10=4V，滑动变阻器的电压： U滑 =U-UL=10V-4V=6V，滑动变阻器的电功率： P滑 =U滑
44、I=6V0.4A=2.4W5.（2016张掖）小林在做测量小灯泡功率的实验时，连接了如图甲所示电路，电源电压保持不变，小灯泡额定电压为2.5V闭合开关后，将滑动变阻器滑片 P从最右端开始向左滑动到某一位置的过程中，电流表示数与电压表示数的变化曲线如图乙所示求：（1）小灯泡正常发光时的电阻；（2）当电压表示数为1V时，小灯泡在1min中内消耗的电能；（3）灯泡正常发光时，滑动变阻器连入电路的阻值是其最大阻值的五分之一求电源电压？解：（1）灯泡正常发光时的电压 UL=2.5V，由图乙可知通过灯泡的电流 IL=0.25A，由 I= 可得，正常发光时的电阻： RL= = =10；（2）当电压表示数为1
45、V时，由图乙可知通过的电流 IL=0.2A，小灯泡在1min中内消耗的电能：W= UL IL t=1V0.2A60s=12J；（3）当滑动变阻器的滑片位于 P最右端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，由图乙可知，电路中的最小电流 I小 =0.15A，电压表的示数 UL=0.5V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压： U=I小 R+UL=0.15A R+0.5V，灯泡正常发光时，电源的电压： U=IL R+UL=0.25A R+2.5V，因电源的电压不变，所以，0.15A R+0.5V=0.25A R+2.5V，解得： R=20，电源的电压 U=I小 R+UL=0.15
46、A20+0.5V=3.5V6.（2016凉山州）如图所示的电路中，电源电压恒为6V，电阻 R1的阻值为2，滑动变阻器 R2上标有“10 3A”的字样，小灯泡L上标有“6V 3W”的字样，电流表的量程为0-3A（1）当开关 S1、 S2、 S都闭合时，电流表的示数为2A，求 R2消耗的电功率；（2）当开关 S1、 S2都断开， S闭合时，为了确保测量准确，要求电流表示数不大于其量程的 32，求滑动变阻器 R2接入电路的最小阻值.解：（1）当开关 S1、 S2、 S都闭合时，L与 R2并联，电流表测干路电路，因并联电路中各支路两端的电压相等，且额定电压下灯泡正常发光，所以，由 P=UI可得，通过灯
47、泡的电流： 0.5A= 6V3W UPIL，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过 R2的电流： 1-2=-I2 ， R2消耗的电功率： P2=UI2=6V1.5A=9W；（2）当开关 S1、 S2都断开， S闭合时， R1与 R2串联，电流表测电路中的电流，因电流表示数不大于其量程的 3，所以，电路中的最大电流 2A=3 I大，此时电路中的总电阻= 2A6VI UR大，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器 R2接入电路的最小阻值： R2=R总 -R1=3-2=1.7.（2016河北）如图所示，电源电压可调，灯泡L规格为“1 5 V 45 W”，且灯丝电阻不随温度变化.电流表量程为“OO6 A”和“O3 A“，滑动变阻器尺的规格分别为“25 2 A和“1 O 3 A”.(1)将电源电压调到1 8V，闭合开关，移动 P，使灯泡正常发光.求灯泡的电阻和灯泡消耗的最小功率.(2)将电源电压调到l 5 V，用定值电阻 R0替换灯泡， P置于中点A，闭合开关，电流表指针指到满偏刻度的三分之二位置(可能重新选择了电表最程和变阻器 R).然后将 P从A移到最左端B，两表示数的 I-U关系如图20所示.通过计算判断所用变阻器的规格a解：（1）由 I= RU P=UI灯丝电阻 RL= WV45)1(22=5灯
