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电动汽车是我国重点发展的项目,已经走进我们的家庭。已知某款电动汽车满载时,人和车...

电动汽车是我国重点发展的项目,已经走进我们的家庭。已知某款电动汽车满载时,人和车总质量为1500kg。电动汽车工作时的电路原理如图所示,在电动汽车行驶时,通过改变调速电阻来调节电动机的转速,改变汽车的速度,当汽车行驶速度最大时,电压表示数为200V,电流表示数为15A,此时最大车速为36km/h,匀速行驶时汽车受到的阻力为车总重的0.01倍。请你用学过的物理知识解答下面的问题。(电池组内阻忽略不计)(g=10N/kg

1)满载的电动汽车以最大速度匀速行驶1km时,牵引力做功为多少?

2)若电动汽车以最大车速行驶1h,电动机消耗的电能是多少?

3)已知电动机的线圈电阻为1Ω,求汽车最大速度行驶时1h内电动机产生的热量是多少?

4)调节调速滑片,当电压表示数为150V,电流表示数为10A时,求调速电阻接入电路中的电阻是多少?

 

(1)1.5×105J;(2)1.08×107J;(3) 8.1×105J;(4) 5Ω 【解析】 。 (1) 汽车匀速行驶时,水平方向的牵引力与阻力是一对平衡力,所以牵引力 F=f=0.01G=0.01mg=0.01×1500kg×10N/kg=150N 故牵引力做的功为 W=Fs=150N×1000m=1.5×105J 牵引力做功为1.5×105J。 (2)当汽车行驶速度最大时,电压表示数为200V,电流表示数为15A,所以电动汽车以最大车速行驶lh,电动机消耗的电能 W=UIt=200V×15A×3600s=1.08×107J 电动机消耗的电能为1.08×107J。 (3)由Q=I2Rt可得,lh内电动机产生的热量 Q=I2Rt=(15A)2×1Ω×3600s=8.1×105J, 电动机产生8.1×105J的热量。 (4)由图可知,调速电阻与电动机串联,电压表测电动机两端电压,电流表测电路中电流,速度最大时,调速电阻连入阻值为0,所以电源电压U=200V,当电压表示数为150V时,由串联电路特点可知,调整电阻两端电压 UR=U−UM=200V−150V=50V 电路中电流 IR=IM=10A, 所以此时调速电阻接入电路中的电阻 R===5Ω 调速电阻接入电路中的电阻为5Ω。 答:(1) 满载的电动汽车以最大速度匀速行驶1km时,牵引力做功为1.5×105J; (2)若电动汽车以最大车速行驶lh,电动机消耗的电能是1.08×107J; (3)lh内电动机产生的热量8.1×105J; (4)调节调速滑片,当电压表示数为150V,电流表示数为10A时,调速电阻接入电路中的电阻为5Ω。  
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如图所示,有一圆柱形容器,放在水平桌面上:现将一边长为10cm,质量为2.7kg的正方体金属块放在容器底部(g10N/kg)。求:

1)物体密度;

2)物体对容器底的压强;

3)向容器中加入水至8cm深时,水对容器底的压强多大?物体受到容器的支持力多大?(容器足够高,物体与容器底没有紧密接触)

 

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“共享单车”普及后,王老师由原来开汽车上班改成骑“共享单车”上班。如图所示的“共享单车”,它具有GPS定位功能,方便人们用手机寻找到附近“共享单车”的具体位置。它的前货仓底板是一个太阳能电池板,为GPS功能供电。

1)太阳能电池板工作时,把光能转化为什么能?GPS工作是靠什么(选填“超声波”或“电磁波”)来实现定位的?

2)王老师上班骑车的平均速度为15km/h,骑行时间为20min,则王老师家到学校的路程是多少?

3)“共享单车”普及后,比以前开汽车走相同的路去上班一趟要减少二氧化碳排放多少千克?(王老师开汽车上班的油耗为10L/100km,燃烧1L汽油要排放二氧化碳2.4kg。)

 

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为了测量小石块的密度,某学校物理学习小组的同学设计了如下实验:

器材:溢水杯、空塑料杯、烧杯、量筒和水

实验步骤:先将溢水杯中注满水,然后将小石块浸没水中,此时溢出的水的体积为20mL,如图甲所示。将小石块取出,让空塑料杯漂浮于溢水杯中后,将溢水杯中再次注满水,如图乙所示。将小石块放入塑料杯中,塑料杯仍漂浮于水面上,测得此过程溢出的水的体积为50mL,如图丙所示。(g10N/kg)请回答下列问题:

 

1)小石块的体积为_______________cm3

2)小石块的重力为_______________N

3)小石块的质量为______________g

4)小石块的密度为_______________g/cm3

5)图甲、图乙和图丙三个相比,溢水杯杯底所受水的压强是_____________;溢水杯对桌面的压力是_________。(选填“甲大”或“乙大”或“丙大”或“相等”)

 

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小明用如图甲所示电路进行“探究电流与电阻、电压关系”的实验。电源电压为4V且保持不变,滑动变阻器规格为“10Ω  1A”。

1)请用笔画线代替导线将小明的电路连接完整(要求滑片向右移动时,电压表示数变小)___

2)连接完电路,把滑片移到滑动变阻器的阻值最大端。闭合开关后,发现电压表几乎无示数,而电流表有示数,出现这种情况的原因可能是定值电阻_____________(选填“短路”或“断路”);

3)排除电路故障后,小明先进行“探究电流与电压关系”的实验。移动滑片到某一位置,电压表、电流表示数如图乙和丙,则他选择的定值电阻的阻值为____________Ω。然后多次实验,根据实验数据绘制了电流随电压变化的图像,由此得出结论:导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;

4)在“探究电流与电阻关系”的实验中,小明的实验方案及部分操作步骤如下,请补充完整:

①在接入的定值电阻,闭合开关后,移动滑片使电压表的示数为2.5V,记录电流表的示数为I1

②在接入10Ω的定值电阻,闭合开关后,滑动变阻器滑片在步骤①的基础上向___________(选填“右”“左”)移动,直至电压表的示数为_________V,再次记录电流表的示数为I2,则I1I2_______________

 

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在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:

1)在没有挂钩码时杠杆的平衡位置如图甲所示。为使杠杆在水平位置平衡,可只将杠杆左端螺母向___(选填“左”或“右”)边旋一些;

2)杠杆调好后,第一组同学按图乙进行实验,第二组同学按图丙进行实验。同学们讨论后一致认为第___组实验更合理;

3)若每个钩码质量为50g,则丙图中杠杆平衡时弹簧测力计的示数为____________Ng=10N/kg);

4)杠杆在生活中应用十分广泛,下列属于省力杠杆的是_______________

A.筷子               B.镊子               C.简易开瓶起子                D.天平横梁

 

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