1、1.(2015湖南衡阳,32,10分)近年来,我市的轿车市场十分火爆,各种新型轿车驶进千家万户。图乙为某新型 轿车测定油箱内油面高度的电路原理图。其中电源电压恒为6 V,R0是阻值为5 的定值电阻,A是油量指示 表(实质是一只电流表,油量的变化通过电流的变化同步显示出来)。Rx为压敏电阻,它的电阻随受到的压力 变化关系如下表:(g取10 N/kg),(1)若轿车以90 kW的恒定功率启动做直线运动,且整个运动过程中受到的阻力不变,速度v与时间t的关系如 图丙所示。在025 s时间内,轿车的牵引力与阻力关系是:牵引力 阻力。(选填“大于”、“等 于”、“小于”、“大于或等于”) (2)由(1)中
2、的条件求在05 s时间内轿车发动机做功多少? (3)如果空油箱的质量为5 kg,油量表的零刻度线对应于电流表上的示数是多少?,(4)若电流表的量程为00.6 A,该油箱加满油时,指针恰好指示最大刻度,求油箱的容积。(汽油=0.7103 kg/m 3),答案 (1)大于或等于 (2)4.5105 J (3)0.015 A (4)50 L,解析 (1)由图像知轿车在025 s时间内,前一段加速,后一段匀速,牵引力大于或等于阻力。 (2)W=Pt=90103 W5 s=4.5105 J (3)油箱中无油时,只有油箱本身压在压敏电阻上,此时压力:F=G箱=m箱g=5 kg10 N/kg=50 N,查表
3、知Rx=395 ,电流表示数为: I0= = =0.015 A (4)加满油时,I=0.6 A,Rx= -R0= -5 =5 查表知:F=400 N G油=F-G箱=400 N-50 N=350 N 油箱的容积: V容=V油= = = =5010-3 m3=50 L,方法指导 力电综合类试题常以滑动变阻器滑片的移动或压力的变化对电路中各参数的影响为切入点,分 析这类题目时需要注意电路中各元件的连接方式,及力的作用对电路中电流、电阻等物理量的影响。,2.(2018湖南长沙,32,6分)如图甲、乙所示,某科技小组自制了一个测量水的深度的装置,它由测量头和控制 盒构成,测量头的测量面是一个涂有绝缘漆
4、的面积为2 cm2的压敏电阻R1,R1的电阻随水对它的压力F的变化 关系如图丙所示。控制盒内有一个定值电阻R0和一个最大阻值为90 的滑动变阻器R2,电源电压保持不 变。通过电路调节,可使控制盒的功率达最大值Pm,科技小组通过控制盒的功率最小值和Pm的比值来标记 水的深度。不计导线的电阻,电压表的量程为03 V。科技小组在确保电路安全的情况下,进行如下的操作: (水=1.0103 kg/m3;g取10 N/kg),(1)R1未放入水中时,闭合S,断开S1,将R2的滑片移至最上端,此时电压表示数达到最大值,R0的电功率为P0,求:R 1未放入水中时的电阻为 ; (2)测量头放到水下深度h1=10
5、 m时,闭合S,断开S1,将R2的滑片移至某一位置时,R0的电功率为P0,电路的总功 率为P总,R1的电功率为P1。已知P0P0=94,P总P1=61,求:此时R0两端的电压为 V; (3)测量头放到水下深度h2=3 m时,调节电路,控制盒的最小功率与Pm的比值为 。,答案 (1)30 (2)2 (3)518,解析 (1)(2)R1未放入水中时,R1所受水的压力F=0,由题图丙可知此时R1=30 ;S闭合,S1断开,R2的滑片移至 最上端,R0与R1串联,电压表测R0两端电压,则 = h1=10 m时,F=水gh1S=1.0103 kg/m310 N/kg10 m210-4 m2=20 N,由
6、题图丙可知,此时R1=10 ;闭合S,断开 S1,R2的滑片移至某一位置,则R0、R2、R1串联,电压表测R0两端电压,则,= = = 得U0=2 V 又 = ,即 = = ,则 = 又 = = = 由可得R0=10 ,R2=40 ,代入得U总=12 V (3)Pm为R2与R0总功率的最大值,由P=UI可知, 当I=Imax= = =0.3 A,且R2与R0两端电压为最大值U总=12 V时,R2与R0总功率最大,则Pm=U总I=12 V0.3 A= 3.6 W,当h2=3 m时,测量头所受水的压力 F=水gh2S=1.0103 kg/m310 N/kg3 m210-4 m2=6 N 由题图丙可
7、知此时R1=20 分析可知,控制盒总功率最小时,S闭合,S1断开。 先考虑此情形中R2的取值范围 R2min对应Imax= =0.3 A 此时R2min= -R1-R0= -20 -10 =10 R2max=90 ,控制盒部分电阻用R20表示,则R20取值范围是 (R2min+R0)(R2max+R0),即20100 当R20=100 时,控制盒功率最小 Pmin= R20= 100 =1 W 控制盒的最小功率与Pm的比值为 = = 。,审题技巧 P0、P0表示R0在两个电路状态下的电功率,R0是定值电阻,已知电功率之比,可求R0两端电压之 比。,3.(2018湖南娄底,21,8分)如图甲是测
8、量高于湖水警戒水位装置的原理图。长方体形绝缘容器A内部左右两 面插有竖直薄金属板并与电路连接,底部有一小孔与湖水相通,且容器底面与警戒水位相平。已知电源电 压恒为6 V,小灯泡标有“2 V、2 W”字样(灯丝电阻不变)。两金属板间的湖水电阻R与x的关系如图乙所 示(x为容器内水柱高度h的倒数,即x=1/h)。求:,(1)小灯泡的电阻。 (2)湖水水位高于警戒水位多少米时,灯泡正常工作。 (3)将电流表改为水位计,水位计的刻度是否均匀,说明理由。,答案 (1)2 (2)5 m (3)见解析,解析 (1)小灯泡的电阻RL= = =2 。 (2)灯泡正常工作时,通过灯泡的电流I= = =1 A;由于
9、A内湖水电阻R与L串联,则R= = = =4 ;由图像可知,当R=4 时,x=0.2 m-1,所以,h=5 m,即湖水水位高于警戒水位5 m时,灯泡正常工 作。(3)当超过警戒水位时,湖水水位发生变化,A内湖水电阻R发生改变,由I= 可知,U、RL不变,则I与R 不成比例,由题意结合图乙可知R与h成正比,故电流表的示数变化不均匀,即水位计的刻度不均匀。,解题思路 知道灯泡的额定电压和额定功率,根据RL= 求电阻。灯泡正常工作,灯泡两端电压为2 V,根 据串联电路的电压规律求出湖水电阻两端的电压,进而求出湖水的电阻,在图像中找到对应的x,求出湖水水 位高于警戒水位的高度。电流表改为水位计,判断水
10、位计的刻度是否均匀,关键是判断电路电流是否和湖 水电阻成比例。,4.(2018湖南株洲,30,10分)蹦极运动简化后与下列情景相似:如图甲所示,弹性细绳的一端固定在O点,另一 端系着一个小球,小球从O点释放后上下往复运动。由于空气阻力作用,最终会停在O点下方的某个位置。,甲,乙,丙 已知小球速度v与下落高度h的关系如图乙所示,细绳拉力F与下落高度h的关系如图丙所示。请根据图像解 答下列问题。 (1)弹性细绳原长为 m,小球下落的最大高度为 m。 (2)小球最终停在h= m的位置。,(3)已知小球在下落过程中减少的重力势能等于它所受重力做的功。不计空气阻力,求弹性细绳的最大弹 性势能。,答案 (
11、1)1.2 2.4 (2)1.5 (3)7.2 J,解析 (1)由图丙可知,当下落高度达到1.2 m,绳子开始产生拉力的作用,说明弹性细绳原长为1.2 m;小球下 落的高度最大时到达最低点,速度为零,由图乙知小球下落的最大高度为2.4 m;(2)根据力和运动的关系知, 当拉力逐渐增大到与重力相等时,速度最大,拉力大于重力时,做减速运动。由图乙知速度最大时,高度为1.5 m,此时拉力等于重力;小球最终停止时,也是平衡状态,拉力等于重力,则小球最终停在h=1.5 m的位置;(3)根 据图丙知,当h=1.5 m时,拉力F=3 N,由二力平衡可得,小球重为:G=3 N;根据题意,小球的重力势能全部转化 为弹性绳的弹性势能,故最大弹性势能为:E弹=E重=Gh=3 N2.4 m=7.2 J。,点睛 蹦极运动中判断速度的变化是个难点,关键是利用好运动和力的关系,即当绳子产生的弹力与重力 相等时(注意不是绳长的位置),速度不再增大,之后弹力大于重力,速度减小,动能减小,即判断出平衡点的位 置是解题的关键。,
