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某同学为学校草坪设计了一个自动注水喷淋系统,其电路设计如图甲.控制电路电源电压U...

某同学为学校草坪设计了一个自动注水喷淋系统,其电路设计如图甲.控制电路电源电压U1=12伏,R0为定值电阻,RF为压敏电阻,电磁铁线圈电阻忽略不计;压敏电阻RF放置于水箱底部(如图乙),其阻值与压力有关,阻值随水位变化关系如表.工作电路包括注水系统和喷淋系统,其电源电压U2=220伏;圆柱体水箱底面积S=0.42.当水箱内的水位上升到2米时,通过电磁铁线圈的电流Ia=0.1安,衔铁恰好被吸下,注水系统停止工作,此时电流表示数I1=1安;当水位下降到1米时,衔铁恰好被拉起,注水系统开始给水箱注水,此时电流表示数I2=2安.

水位(米)

0.25

0.50

0.75

1.00

1.25

1.50

1.75

2.00

2.25

压敏电阻RF阻值(欧)

300

200

125

90

70

65

62

60

59

 

 

(1)当水箱内水位达到2米时,控制电路中压敏电阻RF的功率为________瓦.

(2)当水箱内水位下降到1米时,通过电磁铁线圈的电流Ib为多少安?________

(3)已知喷淋系统一直给草坪喷水,每秒钟喷水恒为0.0013;注水系统工作时,每秒钟给水箱注水恒为0.0053.求相邻两次开始给水箱注水的这段时间内,工作电路消耗的电能.________

 

0.6 0.08安 1.32×105焦 【解析】 [1]当水箱内的水位上升到2米时电流为0.1安,根据表格此时RF阻值为60Ω,根据功率公式 P=I2R=(0.1A)2×60Ω=0.6W; [2]当水箱中水位为2米时,控制电路电流Ia=0.1安,RF1=60欧,此时 则 R0=R总1−RF1=120欧−60欧=60欧, 当水箱中水位为1米时,RF2=90欧, R总2= RF2+ R0=90欧+60欧=150欧, [3]注水系统从水位1米开始注水到2米,注水总体积 V总=0.4米2×(2米−1米)=0.4米3, 需要时间为t1,根据题意: 水位从2米下降至1米,需要的时间 t2==400秒, 注水系统与喷淋系统同时工作时,工作电路电流做功 W=U2I2t1=220伏×2安×100秒=4.4×104焦, 喷淋系统单独工作时,工作电路做功 W′=U2I1t2=220伏×1安×400秒=8.8×104焦, W总=W+ W′=4.4×104焦+8.8×104焦=1.32×105焦.  
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考点分析:
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某款油电混合动力小汽车,具有省油、能量利用率高等特点,其相关信息如表.在某次水平道路测试中,该车以中速匀速行驶170km,共消耗汽油10L.测试过程中,内燃机既向车轮提供能量,又向蓄电池充电,同时蓄电池又将部分能量通过电动机向车轮输送,此时,内燃机和电动机共同驱动车辆前进.之后,工作人员又进行了制动测试,描绘出了制动距离(从刹车开始到车停止的距离)与制动时的速度关系图象,如图所示.

驱动模式

纯电动

启动、低速

油电混动

中速

纯燃油

高速

汽车质量

1200kg

车轮与地面总接触面积

0.096m3

 

 

1)由图象可知,车速越    ,制动距离越长。

2)该车空载静止时,对水平地面的压强是多少?(g10N/kg

3)在水平道路中速匀速行驶测试中,若平均阻力为1000N,牵引力做的功是多少?

4)在水平道路中速匀速行驶测试中,若该车内燃机的效率为53%,此过程最终使蓄电池增加了多少能量?(忽略蓄电池和电动机的热损失,ρ汽油0.7×103kg/m3q汽油=4.6×107J/kg

 

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如图为某款擦窗机器人,它凭借其底部的真空泵在吸盘和玻璃之间形成低气压,牢牢地吸附在竖直玻璃上。

(1)当它静止在竖直玻璃上时,受到的摩擦力方向是__________

(2)擦窗机器人的擦试速度是4min/m2,要擦完总面积为3m2的玻璃窗需要多少分钟____?

(3)工作时擦窗机器人对玻璃的压力为28N,吸盘内外气压差达到800Pa,求擦窗机器人与玻璃的接触面积至少为多少平方米________?

(4)擦窗机器人的总质量为1.2kg,工作时的实际功率为80W,它在竖直向上擦窗过程中有0.25%的电能用于克服重力做功。若窗户足够高,持续竖直向上擦窗20min,擦窗机器人可上升的最大高度为多少米_______ ?(g=10N/kg)

 

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小琳想知道一只标明“220V  40W”白炽灯不发光时的灯丝电阻有多大,她设计了图甲所示电路原理图,并招来器材动手实验.

(1)按照如图甲所示连接电路,检查无误后闭合开关S,调节滑动变阻器R,电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示,此时灯丝电阻为_____Ω.

(2)小琳设想如果没有电压表,能否再找一只电流表和一个定值电阻来代替电压表,于是她设计了如图丁所示电路原理图(R0为阻值已知的定值电阻,连接电路并检查无误后闭合开关S,调节滑动变阻器R,当电流表示数分别为I1,I2时,灯丝电阻RL_____R0,I1,I2表示测量结果).

(3)小琳用公式R=计算出灯泡正常发光时的电阻为1210Ω,比(1)中测量的电阻大得多,请你帮助小琳给出合理的解释_____

(4)小琳根据图乙和丙的示数,计算了此时灯泡实际消耗的电功率与灯泡额定功率相差_____W.

 

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如图所示,小明在研究平面镜成像特点的实验时,将图甲的玻璃板竖直放在水平桌面的白纸上,沿玻璃板在纸上画一条直线MN,取两枚相同的棋子EF,先将棋子E放在玻璃板前,移动玻璃板后面的棋子F,直到它看上去与棋子E的像完全重合;

请你帮他解答下列问题:

(1)用玻璃板代替平面镜的目的__;为了研究物到镜的距离与像到镜的距离,还需要的器材是__

(2)棋子F与棋子E的像完全重合说明平面镜所成的像与物的大小__

(3)如图乙,为了让在右侧D处的小亮也看到棋子E的像,小明把玻璃板沿直线MN向右移动了一段距离,在此过程中,棋子E的像__(填“会”或“不会”)向右平移;

(4)利用平面镜成像的特点,在乙图中画出坐在D处的小亮看到棋子E的像的光路图;__

(5)他拿走棋子F,再将棋子E横放,这时他看到的应该是图丙中的__种情形。

 

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有甲、乙两种不同品牌的保温杯,为了比较这两种品牌的保温杯盛水时的保温效果,小明按照科学探究的程序,明确了具体的探究问题,选择了适当的器材,在控制变量的前提下,在室内进行了实验,得到了一段时间内,甲、乙两种保温杯内水的温度的实验数据,根据数据绘制的图像如图所示。请你根据图像所提供的信息回答以下问题:

小明探究的问题的自变量是___________。(选填选项前的字母)

A.保温杯的品牌      B.水冷却的时间      C.水的温度

请比较甲、乙两种保温杯的保温效果:___________。(选填选项前的字母)

A.甲保温杯的保温效果好

B.乙保温杯的保温效果好

C.甲、乙两种保温杯的保温效果一样好

请估计实验过程中第5小时的室温:____________

 

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