六,综合性压轴题.ppt

六，综合性压轴题 * 1,如图是某电器设备内的一部分电路，电源电压恒为12V，R1为定值电阻，R2为标有“100Ω 0.5A”字样的滑动变阻器．R3为标有“3V 0.9W”字样的定值电阻． （1）当闭合S、S1、S2时，电流表的示数为0.3A，求R1的阻值及这种情况下整个电路可能消耗的最小功率． （2）当闭合S，断开S1、S2时，为保证整个电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值范围． 解：（1）当闭合S、S1、S2时，R1、R2并联，电流表测R1支路的电流， R1的阻值：R1= U/I1= 12V/0.3A=40Ω， 当滑动变阻器接入电路的电阻最大时整个电路消耗的最小功率， 　R1消耗的电功率P1=UI1=12V×0.3A=3.6W， R2消耗的最小为P2=U2/R2 =（12V）2 /100?=1.44W， 电路中最小的总功 P=P1+P2=3.6W+1.44W=5.04W （2）当闭合S，断开S1、S2时，R2与R3串联， R3允许通过的最大电流I3= P3/U3= 0.9W/3V=0.3A，R2允许通过的最大电流为0.5A， 所以为保证整个电路安全，电路中的电流为0.3A， 　R3= U3/R3= 3V/0.3A=10Ω， 电路的最小电阻，R总=U/I3 = 12V/0.3A=40Ω，滑动变阻器R2接入的最小阻值， 　　R2=R总﹣R3=40Ω﹣10Ω=30Ω， 　　所以滑动变阻器接入电路的阻值范围30Ω～100Ω． 2，在如图所示的电路中，电源两端电压不变．当只闭合开关S、S3时，电流表的示数为I1，电路的总功率是3W；当开关S、S1、S2、S3都闭合时，电流表的示数为I2，电路的总功率是10.5W，电阻R2的功率是4.5W． 求：（1）电流I1与I2之比． （2）只闭合开关S、S2时，电阻R1电功率． 解：当只闭合开关S、S3时，等效电路图如图甲所示； 当开关S、S1、S2、S3都闭合时，等效电路图如图乙所示； 当只闭合开关S、S2时，等效电路图如图丙所示； （1）由乙可得： U2 /R2 =4.5W------① U2/ R3 =6W--------② 由①②可得：R3/ R2 =3 /4 ， 由甲可得：U2/（ R1+R2 ）=3W--------③ 由②③可得： 2R3=R1+R2，R3 /R1 =3 /2 ， ∵3W=UI1，10.5W=UI2 所以，I1/ I2 =3W /10.5W =2 /7 ． （2）设R1与R3串联的总功率为P总，则，P总=U2/ (R1+R3 )-------④ 由③④得： P总=3W×(R1+R2) /（R1+R3） =3W×（R1+2R1 ）/（R1+3/ 2 R1 =3.6W， P总 /P1 =3.6W/ P1 =（R1+R3）/ R1 ，即3.6W/ P1 =（R1+R3）/ R1 =（R1+3 /2 R1）/ R1 =2.5， P1=3.6W /2.5 =1.44W． 3,某同学设计了一个利用如图甲所示的电路测量海水的深度，其中R1=2Ω是一个定值电阻，R2是一个压敏电阻，它的阻值随所受压力F的变化关系如图乙所示，电源电压保持6V不变，将此压敏电阻用绝缘薄膜包好后放在一个硬质形绝缘盒中，放入海水中保持受力面水平，且只有一个面积为0.02m2的面承受海水压力．（设海水密度ρ海水=1.0×103kg/m3）．求： （1）当A示数为0.2A时，压敏电阻R2的阻值是多少？ （2）如图乙所示，当压敏电阻R2的阻值为20Ω时，求此时压敏电阻R2所处的海水深度是多少？ （3）若A的最大测量值为0.6A，则使用此方法能测量出海水的最大深度是多少？ 解:（1）当I=0.2A时， R2= R总-R1=30Ω-2Ω=28Ω (2)由图乙可知，当R2= 20Ω时，F=4×104N， （3）当I=0.6A时，R2= R总－R1= 此时F=10×104N 海水最大深入度 4,如图甲所示，我国“向阳红09”母船正在进行投放“蛟龙号”载人深潜器试验，调控两根伸缩杆，使“∩”形架绕固定在甲板上的转轴转动至图甲所示位置时停止，然后由固定在“∩”形架顶部的绞车通过钢缆释放深潜器． 处在图甲所示位置的“∩”形架可以简化为图乙中以O为支点的杠杆，OB表示“∩”形架，CD表示两根伸缩杆，O到CD的距离为2m，OD、OE的长度分别为3m、6m．不考虑“∩”形架、两根伸缩杆和绞车的重力． （1）请在图乙中画出投放深潜器时“∩”形架的动力和阻力示意图 （2）深潜器的质量为25t，总体积为24.5m3．在绞车缓慢向下释放深潜器至刚浸没的过程中，两根伸缩杆的总拉力最多减少多少牛？ F2 F1 （2）深潜器入水前，BE的拉力： F2=G=mg=25×1000kg