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電阻R消耗的電能 ⑥ 解得: ⑦ 【查看更多】

某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種“自動(dòng)限重器”，如圖（甲）所示．該裝置由控制電路和工作電路組成，其主要元件有電磁繼電器、貨物裝載機(jī)（實(shí)質(zhì)是電動(dòng)機(jī)）、壓敏電阻R₁和滑動(dòng)變阻器R₂等．壓敏電阻R₁的阻值隨壓力F變化的關(guān)系如圖（乙）所示．當(dāng)貨架承受的壓力達(dá)到限定值，電磁繼電器會(huì)自動(dòng)控制貨物裝載機(jī)停止向貨架上擺放物品．已知控制電路的電源電動(dòng)勢(shì)E=6V，r=2Ω，電磁繼電器線圈的阻值忽略不計(jì)．請(qǐng)你解答下列問題：
（1）用筆畫線代替導(dǎo)線將圖（甲）的電路連接完整．
（2）當(dāng)電磁繼電器線圈中的電流大小為15mA時(shí)，銜鐵被吸下．若貨架能承受的最大壓力為800N，則所選滑動(dòng)變阻器R₂的最大阻值至少為______Ω
（3）硅光電池是一種可將光能轉(zhuǎn)換為電能的器件．現(xiàn)將控制電路中的電源，換成硅光電源，用一定強(qiáng)度的光照射硅光電池，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，通過測(cè)量得到該電池的U-I曲線（如圖丙）．不改變滑片的位置，當(dāng)貨架能承受的壓力逐漸增加時(shí)，該硅光電池的內(nèi)阻將______，內(nèi)電路上消耗的功率將______．（以上兩格填寫“增加”“減小”“先增大后減小”“先減小后增大”或“不變”）．
（4）若控制電路中的電源，換成硅光電源，不改變滑片的位置，即如（2）中數(shù)值，現(xiàn)測(cè)得硅光電源兩端電壓為5.4V，則貨架上承受的壓力為______N．

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某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種“自動(dòng)限重器”，如圖（甲）所示．該裝置由控制電路和工作電路組成，其主要元件有電磁繼電器、貨物裝載機(jī)（實(shí)質(zhì)是電動(dòng)機(jī)）、壓敏電阻R₁和滑動(dòng)變阻器R₂等．壓敏電阻R₁的阻值隨壓力F變化的關(guān)系如圖（乙）所示．當(dāng)貨架承受的壓力達(dá)到限定值，電磁繼電器會(huì)自動(dòng)控制貨物裝載機(jī)停止向貨架上擺放物品．已知控制電路的電源電動(dòng)勢(shì)E=6V，r=2Ω，電磁繼電器線圈的阻值忽略不計(jì)．請(qǐng)你解答下列問題：
（1）用筆畫線代替導(dǎo)線將圖（甲）的電路連接完整．
（2）當(dāng)電磁繼電器線圈中的電流大小為15mA時(shí)，銜鐵被吸下．若貨架能承受的最大壓力為800N，則所選滑動(dòng)變阻器R₂的最大阻值至少為______Ω
（3）硅光電池是一種可將光能轉(zhuǎn)換為電能的器件．現(xiàn)將控制電路中的電源，換成硅光電源，用一定強(qiáng)度的光照射硅光電池，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，通過測(cè)量得到該電池的U-I曲線（如圖丙）．不改變滑片的位置，當(dāng)貨架能承受的壓力逐漸增加時(shí)，該硅光電池的內(nèi)阻將______，內(nèi)電路上消耗的功率將______．（以上兩格填寫“增加”“減小”“先增大后減小”“先減小后增大”或“不變”）．
（4）若控制電路中的電源，換成硅光電源，不改變滑片的位置，即如（2）中數(shù)值，現(xiàn)測(cè)得硅光電源兩端電壓為5.4V，則貨架上承受的壓力為______N．

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（2009?上海模擬）某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種“自動(dòng)限重器”，如圖（甲）所示．該裝置由控制電路和工作電路組成，其主要元件有電磁繼電器、貨物裝載機(jī)（實(shí)質(zhì)是電動(dòng)機(jī)）、壓敏電阻R₁和滑動(dòng)變阻器R₂等．壓敏電阻R₁的阻值隨壓力F變化的關(guān)系如圖（乙）所示．當(dāng)貨架承受的壓力達(dá)到限定值，電磁繼電器會(huì)自動(dòng)控制貨物裝載機(jī)停止向貨架上擺放物品．已知控制電路的電源電動(dòng)勢(shì)E=6V，r=2Ω，電磁繼電器線圈的阻值忽略不計(jì)．請(qǐng)你解答下列問題：
（1）用筆畫線代替導(dǎo)線將圖（甲）的電路連接完整．
（2）當(dāng)電磁繼電器線圈中的電流大小為15mA時(shí)，銜鐵被吸下．若貨架能承受的最大壓力為800N，則所選滑動(dòng)變阻器R₂的最大阻值至少為

318

Ω
（3）硅光電池是一種可將光能轉(zhuǎn)換為電能的器件．現(xiàn)將控制電路中的電源，換成硅光電源，用一定強(qiáng)度的光照射硅光電池，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，通過測(cè)量得到該電池的U-I曲線（如圖丙）．不改變滑片的位置，當(dāng)貨架能承受的壓力逐漸增加時(shí)，該硅光電池的內(nèi)阻將

增大

，內(nèi)電路上消耗的功率將

增大

．（以上兩格填寫“增加”“減小”“先增大后減小”“先減小后增大”或“不變”）．
（4）若控制電路中的電源，換成硅光電源，不改變滑片的位置，即如（2）中數(shù)值，現(xiàn)測(cè)得硅光電源兩端電壓為5.4V，則貨架上承受的壓力為

90

N．

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（2012·四川理綜）四川省“十二五”水利發(fā)展規(guī)劃指出，若按現(xiàn)有供水能力測(cè)算，我省供水缺口極大，蓄引提水是目前解決供水問題的重要手段之一。某地要把河水抽高20m，進(jìn)入蓄水池，用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)效率為80%的皮帶，帶動(dòng)效率為60%的離心水泵工作。工作電壓為380V，此時(shí)輸入電動(dòng)機(jī)的電功率為19kW，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為0.4Ω。已知水的密度為1×10³kg/m³，重力加速度取10m/s。求

（1）電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻消耗的熱功率；

（2）將蓄水池蓄入864 m³的水需要的時(shí)間（不計(jì)進(jìn)、出水口的水流速度）。

【解析】：（1）設(shè)電動(dòng)機(jī)的電功率為P，則P=UI

設(shè)電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻r消耗的熱功率為P_r，則P_r=I²r；

代入數(shù)據(jù)解得：P_r=1×10³W。

（2）設(shè)蓄水池蓄水總質(zhì)量為M，所用抽水時(shí)間為t，已知抽水高度為h，容積為V，水的密度為ρ，則M=ρV

設(shè)質(zhì)量為M的河水增加的重力勢(shì)能為△E_p，則△E_p =Mgh。

設(shè)電動(dòng)機(jī)的輸出功率為P₀，則P₀=P- P_r。

根據(jù)能量守恒定律，得P₀t×60%×80%=△E_p。

代入數(shù)據(jù)解得：將蓄水池蓄入864 m³的水需要的時(shí)間t=2×10⁴s。

【考點(diǎn)定位】此題考查能量守恒定律及其相關(guān)知識(shí)。

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解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計(jì)算的題答案中必須明確寫出數(shù)值和單位．

辯析改錯(cuò)：如圖所示電源電動(dòng)勢(shì)E＝10 V，內(nèi)阻r＝0.5 Ω，電動(dòng)機(jī)的電阻R₀＝1.0 Ω，定值電阻R＝1.5 Ω，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)電壓表的示數(shù)為3.0 V．求電源釋放的電功率為多少？電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為多少？

某同學(xué)求解如下：整個(gè)回路的電流是：

I＝＝A

電源釋放的電功率：P＝EI＝10×3.33＝33.3 W

電動(dòng)機(jī)消耗功率：P＝I²R₀＝3.33²×1.0＝11.1 W

經(jīng)檢查，數(shù)值計(jì)算無(wú)誤，該同學(xué)求解過程是否有不當(dāng)之處，若有請(qǐng)予以改正．

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