【正文】 ＝ 0. 2 m /s 50 s ＝ 10 m ， t2＝ 60 s 內，圓柱體上升距離： s′ ＝ vt2＝ 0. 2 m /s 60 s ＝ 12 m ， 圓柱體高 h ＝ s′ － s ＝ 12 m － 10 m ＝ 2 m ， 圓柱體的體積可根據： F 浮 ＝ ρ 液 gV 排 ＝ ρ 液 gV 物 求出： V 物 ＝F 浮ρ 液 g＝50 0 N1. 0 103 kg/ m3 10 N/k g＝ 5 10－ 2m3， 圓柱體的橫截面積： S ＝V 物h＝5 10－ 2m32m＝ 2. 5 10－ 2m2， 打撈前，物體上表面距液面的距離 h′ ＝ s ＝ 10 m ， 打撈前，圓柱體上表面所受水的壓力： F 壓 ＝ pS ＝ ρ 液 gh′ S ＝ 1. 0 13kg /m3 10 N/kg 10 m 2. 5 10－ 2m2＝ 2. 5 103 N 。達州 ] 如圖所示，電源電壓和小燈泡的阻值均保持不變。 (1 ) 只閉合開關 S 2 時，電壓表的示數為 2 V ，則電源電壓和電阻 R 1 消耗的電功率分別是多少？ (2 ) 在不損壞各電路元件的情況下，若閉合所有開關，滑動變阻器 R 2 消耗的最大功率和最小功率之比為 2 ∶ 1 ，則只閉合開關 S 3 ，小燈泡 L 消耗的電功率變化范圍是多少？ 解： (1 ) 只閉合 S2時， L 與 R1串聯，電壓表測 L 兩端電壓 UL＝ 2 V ， 燈 L 的電阻 RL＝U2LPL＝（ 4 V ）21. 6 W＝ 10 Ω ， 則電路中的電流 I ＝ IL＝ULRL＝2 V10 Ω＝ 0. 2 A ， 所以電源電壓 U ＝ I ( RL＋ R1) ＝ A (1 0 Ω ＋ 20 Ω ) ＝ 6 V ， R1消耗的電功率 P1＝ I2R1＝ ( 0. 2 A)2 20 Ω ＝ 0. 8 W ； (2 ) 閉合所有開關， R R2并聯，通過 R2的最大電流 I2 m ax＝ 0 .6 A ， 由P2 m axP2 m in＝UI2 m axUI2 m in＝I2 m axI2 m in＝21得 I2 m in＝ 0. 3 A ， 則 R2的最大阻值 R2＝UI2 m in＝6 V0. 3 A＝ 20 Ω ， 當只閉合 S3時， L 與 R2串聯，燈 L 兩端的最大電壓 Um ax＝ 3 V ， 則 消耗的最大功率 Pm ax＝Um ax2RL＝（ 3 V ）210 Ω＝ W ， 通過燈 L 的最小電流 Im in＝URL＋ R2＝6 V10 Ω ＋ 20 Ω＝ 0. 2 A ， 則 L 消耗的最小功率 Pm in＝ Im in2 【變式 10 】 如圖所示，電路的電源電壓保持恒定， 滑動變阻器 R 的最大阻值為 20 Ω ，燈泡 L L2上分別標有 “ 6 V 6 W ” 、 “ 12 V 6 W ” 字樣。求： (1 ) 燈 L1的電阻是多大？ (2 ) 此時滑動變阻器接入電路的阻值是多少？ (3 ) 當開關 S 閉合， S S2斷開時，調節(jié)滑動變阻器滑片的位置，使燈 L2消耗的最小功率為多少？ 解： (1 ) R1＝U 額2P 額＝ 6 Ω ； (2 ) ∵ L1正常發(fā)光， ∴ U ＝ U01＝ 6 V ， I1＝ I01＝ 1 A ， IR＝ I － I1＝ 0. 5 A ， ∴ R ＝UIR＝ 12 Ω ； (3 ) 當滑片移到最右端時，電路中的電流最小，燈 L2的功率最小， R2＝U 額22P 額2＝（ 12 V ）2（ 6 W ）＝ 24 Ω ， I2＝U（ R ＋ R2）＝322A ， P 最小 ＝ I22R2＝54121W 。達州 ] 如圖是利用滑輪組打撈水中物體的簡化模型示意圖，工人用一滑輪組從水中打撈物體。 (1 ) 請你根據題目中的條件，判斷出 工人所使用的滑輪組是上面的 ____ 圖； (2 ) 工人的質量為 60 kg ，雙腳與地面接觸面積為 2. 5 10－ 3 m2，物體浸沒在水中和完全被打撈出水面時工人對地面的壓強變化了 4 104 Pa ，求物體浸沒在水中時受到的浮力； (3 ) 若物體完全浸沒在水中時，工人拉力的功率為 180 W ，求物體上升的速度。 【變式 11 】 小雨受到的重力為 640 N ，他站在水平地面上時對地面的壓強為 1. 6 104 Pa 。求物體 A 重力的GA。 解： (1 ) 由 p ＝FS可得， 小雨與地面的接觸面積 S ＝Fp＝640 N1. 6 104 Pa＝ 0. 04 m2， 勻速提升物體 A 時，小雨對地面的壓力 F ′＝ p ′ S ＝ 6 103 Pa 0. 04 m2＝ 24 0 N ， 小雨對繩子的拉力 F 拉 ＝ G － F ′＝ 640 N － 240 N ＝ 400 N ， 由 η ＝W 有W 總＝GhF 3 h＝G3 F可得， 物體 A 的重力 GA＝ 3 F 拉 η ＝ 3 400 N 90% ＝ 1 080 N ； (2 ) 由 p ＝ ρg h 可得： 物體 B 浸入液體中的深度 h ＝p 下ρg＝2 103 Pa1 103 kg /m3 10 N/k g＝ 0. 2 m ， 物體排開水的體積 V 排 ＝ S ′ h ＝ (0 . 3 m)2 0. 2 m ＝ 0. 018 m3， 物體受到的浮力 F 浮 ＝ ρ gV 排 ＝ 1 103 kg /m3 10 N/kg 0. 01 8 m3＝ 18 0 N ， 由 p ＝FS可得， 此時小雨對地面的壓力 F ″ ＝ p ″ S ＝12p ′ S ＝12 6 103 Pa 0. 04 m2＝ 120 N ， 小雨對繩子的拉力 F 拉 ′＝ G － F ″ ＝ 640 N － 120 N ＝ 520 N ， 所以 F ＝13( G ＋ G 動 ) ， 動滑輪重 G 動 ＝ 3 F 拉 － GA＝ 3 400 N － 1 080 N ＝ 12 0 N ， F ＝13( G － F 浮 ＋ G 動 ) ， 物體 B 的重力 GB＝ 3 F 拉 ′－ G 動 ＋ F 浮 ＝ 3 520 N － 120 N ＋ 18 0 N ＝ 1 62 0 N ， 由 G ＝ mg ＝ ρVg 得， 物體 B 的密度 ρ ＝GBgVB＝10 N/k g （ 0. 3 m ）3＝ 6 103 kg/m3。達州 ] 如圖所示的電路中，小燈泡上標有 “ 6 V 3. 6 W ” 字樣，滑動變阻器 R1的最大電阻為 40 Ω 。求： (1 ) 電源電壓； (2 ) 當只閉合 S 、 S2，滑動變阻器的滑片 P 在 A 端時，小燈泡兩端的實際電壓； (3 ) 小燈泡消耗的最小電功率 ( 不能為 0) 。 【變式 12 】 如圖所示， R0是阻值為 10 Ω 的定值電阻， R 為滑動變阻器，燈泡上標有 “ 4 V 2 W ” 字樣，且小燈泡的阻值始終保持不變。 解： (1 ) 由 P ＝ UI 得： 燈泡的額定電流 I ＝P 額U 額＝2 W4 V＝ 0. 5 A ； (2 ) 當斷開 S2，閉合 S 、 S1時， R0和燈泡串聯，燈泡正常發(fā)光， 根據歐姆定律可得， R0兩端的電壓 U1＝ IR0＝ A 10 Ω ＝ 5 V ， 電源電壓 U ＝ U 額 ＋ U1＝ 4 V ＋ 5 V ＝ 9 V ； (3 ) 斷開 S1，閉合 S 、 S2， R 和燈泡串聯，求滑動變阻器的最大阻值，所以它兩端的電壓應該最大，所以 U2應比 U1大 1 V ，即 U2＝ U1＋ 1 V ＝ 6 V ，那么燈泡兩端的電壓 UL＝ U － U2＝ 9 V － 6 V ＝ 3 V ， 由 P ＝U2R得，燈泡的電阻 RL＝U 額2P 額＝（ 4 V ）22 W＝ 8 Ω ， 根據串聯分壓特點可知，U2UL＝R 滑RL，6 V3 V＝R 滑8 Ω 解得 R 滑 ＝ 16 Ω ， 此時滑動變阻器的滑片 P 置于中點，所以滑動變阻器最大阻值 R 滑大 ＝ 2 R 滑＝ 2 16 Ω ＝ 32 Ω ； (4 ) 斷開 S1，閉合 S 、 S2，將滑動變阻器的滑片 P 置于最大電阻位置時， R和燈泡串聯，電路總電阻最大，總功率最小，該電路消耗的最小電功率： P 小 ＝U2RL＋ R 滑大＝（ 9 V ）28 Ω ＋ 32 Ω＝ 5 W