【正文】 R2＝ 2( R 總 － RL) ＝ 2 (3 0 Ω － 18 Ω ) ＝ 24 Ω ； (2 ) 當(dāng) S S2都閉合時(shí)，燈 L 和 R1并聯(lián)， R2短路，電壓表示數(shù)為 0 V ， 電流表示數(shù)為 I ＝ IL＋ I1＝URL＋UR1＝6 V18 Ω＋6 V36 Ω＝ A ； (3 ) 當(dāng) S S2都斷開時(shí)，燈 L 和 R2串 聯(lián)， I 最大 ＝ IL 額＝PLUL＝2 W6 V＝13 A ， P 最大 ＝ UI 最大 ＝ 6 V 13 A ＝ 2 W ， I 最小 ＝UL 最小RL＝U － U2 最大RL＝6 V － 3 V18 Ω＝16 A ， P 最小 ＝ UI 最小 ＝ 6 V 16 A ＝ 1 W ， 電路消耗功率范圍為 1 ～ 2 W 。達(dá)州 ] 如圖所示，電源電壓恒為 6 V ，燈 L 標(biāo)有 “ 6 V 2 W ”字樣 ( 燈絲電阻不變 ) ， R1＝ 36 Ω ，電流表量程為 0 ～ 0. 6 A ，電壓表量程為 0 ～ 3 V ，當(dāng) S S2都斷開且滑動(dòng)變阻器 R2的滑片 P 在中點(diǎn)時(shí)，電流表示數(shù)為 0. 2 A 。2 L， 得 F ＝Gh2 ηL＝1 20 0 N 2 m2 80% 6 m＝ 250 N ； (2 ) 拉力 F 做的功 W 總 ＝ Fs ＝ 250 N 2 6 m ＝ 3 00 0 J ， 拉力 F 做功的功率 P ＝Wt＝3 00 0 J10 s＝ 30 0 W ； (3 ) W 有用 ＝ Gh ＝ 1 200 N 2 m ＝ 2 40 0 J ， W 額 ＝ W 總 － W 有用 ＝ 3 00 0 J － 2 400 J ＝ 600 J ， 摩擦力 f ＝W 額L＝60 0 J6 m＝ 100 N 。求： (1 ) 拉力 F ； (2 ) 拉力 F 做功的功率 ； ( 3) 箱子和斜面間的摩擦力。 [ 20 15 當(dāng) S S2斷開、 S3閉合，滑片 P 從 b 端滑到某一位置時(shí)，滑動(dòng)變阻器 R 接入電路的電阻減小了 8 Ω ，此過程中電壓表的示數(shù)由 3. 2 V 變?yōu)?4 V 。 解： (1 ) S S2均閉合，滑片 P 滑到 b 端時(shí)， R2短路，燈 L 與 R1并聯(lián)， 由題圖可得： I ＝ 1 A IL＝ 0. 2 A ， ∴ I1＝ I － IL＝ 1 A － 0. 2 A ＝ 0. 8 A ， U ＝ I1R1＝ A 20 Ω ＝ 16 V ； (2 ) S S 2均斷開，滑片 P 置于滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)時(shí)， R2與 R ′1串聯(lián)， 由 I ＝UR得 R 總 ＝UI ′＝16 V0. 4 A＝ 40 Ω ， R2＝ R 總 － R ′1＝ 40 Ω － 10 Ω ＝ 30 Ω ； (3 ) 由 P ＝U2R可知： U 一定時(shí)，當(dāng) R 總 最大時(shí)，電路功率 P 最小， ∴ 當(dāng) S S2均斷開且滑片 P 滑到 b 端時(shí)， R1與 R2串聯(lián)，此時(shí) R 總 最大， R 總 ＝ 30 Ω ＋ 20 Ω ＝ 50 Ω ， P 最小 ＝U2R＝（ 16 V ）250 Ω＝ W 。當(dāng) S S2均閉合且滑片 P 滑到 b 端時(shí)，電流表 A A2的指針恰好指到同一位置，如圖乙所示；當(dāng) S S2均斷開且滑片 P 置于滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)時(shí)，電流表 A1的示數(shù)為 0. 4 A 。 [ 20 14 【變式 3 】 配重 M 單獨(dú)置于水平地面上靜止時(shí)，對地面壓強(qiáng)為 3 105 Pa ，將配重 M用繩系杠桿的 B 端，在杠桿的 A 端懸掛一滑輪，定滑輪重 15 0 N ，動(dòng)滑輪重 90 N ，杠桿AB 的支點(diǎn)為 O ， OA ∶ OB ＝ 5 ∶ 3 ，由這些器材組裝成一個(gè)重物提升裝置，如圖所示，當(dāng)工人利用滑輪組提升重力為 210 N 的物體以 0. 4 m/ s 的速度勻速上升時(shí)，杠桿在水平位置平衡，此時(shí)配重 M 對地面壓強(qiáng)為 1 105 Pa 。 OB ， ∴ FB＝OAOB 解： (1 ) m ＝Gg＝20 N10 N/k g＝ 2 ， ρ ＝mV＝2 kg（ 0. 1 m ）3＝ 2 103 kg / m3； (2 ) F 浮 ＝ ρ 水 gV 排 ＝ 103 kg/m3 10 N/k g (0 .1 m)2 0. 08 m ＝ 8 N ， FA＝ G － F 浮 ＝ 20 N － 8 N ＝ 12 N ； (3 ) 由 F1L1＝ F2L2，得 FA達(dá)州 ] 如圖，輕質(zhì)杠桿 AB 可繞 O 點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，在 A 、 B 兩端分別掛有邊長為 10 cm ，重力為 20 N 的完全相同的兩正方體 C 、 D ，OA ∶ OB ＝ 4 ∶ 3 ；當(dāng)物體 C 浸入水中且露出水面的高度為 2 cm 時(shí)，杠桿恰好水平靜止， A 、 B 兩端的繩子均不可伸長且均處于張緊狀態(tài) ( g ＝ 10 N/k g ) 。求： (1 ) 小燈泡的電阻和正常工作時(shí)的電流是多少？ (2 ) 當(dāng) S 閉合， S S2都斷開時(shí)，要使小燈泡正常工作，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值為多大？ (3 ) 保持滑動(dòng)變阻器的位置不變，閉合 S 、 S S2，此時(shí)電流表示數(shù)變化了 1 A ，求 R0的阻值是多少？ (4 ) 閉合 S 、 S S2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使整個(gè)電路消耗的總功率為最小，這個(gè)最小值是多少？ 解： (1) R 燈 ＝U 額2P 額＝（ 6 V ）23 W＝ 12 Ω ， I 額 ＝P 額U 額＝3 W6 V＝ A ； (2) 當(dāng) S 閉合， S S2都斷開時(shí)，燈 L 和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)： U 滑 ＝ U － U 額 ＝ 12 V － 6 V ＝ 6 V ， R 滑 ＝U 滑I 額＝6 V A＝ 12 Ω ； (3 ) 閉合 S 、 S S2時(shí)， R0與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)： I ＝ I 額 ＋ 1 A ＝ 0. 5 A ＋ 1 A ＝ 1. 5 A ， I 滑 ＝UR 滑＝12 V12 Ω＝ 1 ， R0＝UI － I 滑＝12 V1. 5 A － 1 A＝ 24 Ω ； (4 ) 閉合 S 、 S S2，滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到 b 端時(shí)，整個(gè)電路消耗的功率最小， I 最小 ＝ I0＋ IR＝12 V24 Ω＋12 V18 Ω＝76 A ， P 最小 ＝ U I 最小 ＝ 12 V 76 A ＝ 14 。 (1 ) 當(dāng) S 、 S1閉合、 S2斷開，且 P 位于滑動(dòng)變阻器 R0的中點(diǎn)時(shí)，電流表示數(shù)為 0. 4A ，求滑動(dòng)變阻器 R0的最大阻值； (2 ) 當(dāng) S 、 S S2都閉合，且 P 位于 a 端時(shí)，求電流表的示數(shù)； (3 ) 要使電路中的總功率最小，請指出開關(guān) S 、 S S2的開閉情況 和滑片 P的位置，并求出此時(shí)的最小功率。 [ 20 13 求： (1 ) 已知工人雙腳與地面的總接觸面積是 3 10－ 2m2， 工人沒有拉動(dòng)繩子時(shí)對地面的壓強(qiáng)； (2 ) 物體浸沒在水中時(shí)受到的浮力； (3 ) 提起物體時(shí)滑輪組的機(jī)械效率。難點(diǎn)在第三問，要 明確利用滑輪組在水中提升物體時(shí)的有用功為： W 有用 ＝ ( G物 － F 浮 ) h ，而不是 W 有用 ＝ G 物 h 。求： (1 ) 物體浸沒在水中后，水對容器底增加的壓強(qiáng)； (2 ) 物體浸沒在水中時(shí)受到的浮力； (3 ) 若把物體完全拉出水面后，滑輪 解： (1 ) 物體浸沒在水中后 ，增加的深度： h ＝ 70 cm － 65 c m ＝ 5 cm ＝ 0. 05 ； 增加的壓強(qiáng)： p ＝ ρ 水 gh ＝ 103kg /m3 10 N/kg m ＝ 500 Pa ； (2 ) 物體體積： V 物 ＝ Sh ＝ 400 cm2 5 cm ＝ 2 000 cm3＝ 2 10－ 3m3， ∵ 浸沒時(shí) V 排 ＝ V 物 ＝ 2 10－ 3m3， ∴ F 浮 ＝ ρ 水 gV 排 ＝ 103kg/m3 10 N/kg 2 10－ 3m3＝ 20 N ； (3 ) 浸沒時(shí)，由于不計(jì)繩重和繩子與滑輪間的摩擦及水的阻力， ∴ η ＝W 有用W 總 100% ＝（ G 物 － F 浮 ） h（ G 物 － F 浮 ＋ G 動(dòng) ） h 100% ＝（ G 物 － F 浮 ）（ G 物 － F 浮 ＋ G 動(dòng) ） 100% ， 代入相關(guān)數(shù)據(jù)解得： G 動(dòng) ＝ 20 N ， 完全拉出水面后，與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)是 3 ， ∴ 拉力 F ′＝（ G 物 ＋ G 動(dòng) ）3＝（ 100 N ＋ 20 N ）