【題目】如圖所示,一個工人用由一個定滑輪和兩個動滑輪組成的滑輪組,不計摩擦和繩重,將40Kg的重物經過10s勻速提高4m,所用拉力150N.(g取10N/kg)
求:
(1)這個工人做的有用功是多少?
(2)這個工人做功的功率是多少?
(3)若用該滑輪組將800N的重物拉起同樣高度,此時滑輪組的機械效率是多少? (保留一位小數(shù))
【答案】
(1)解:重物的重力:
G=mg=40kg×10N/kg=400N,
工人做的有用功:
W有用=Gh=400N×4m=1600J.
答:這個工人做的有用功是1600J.
(2)解:由圖知,n=3,拉力端移動距離s=3h=3×4m=12m,
拉力做的總功:
W總=Fs=150N×12m=1800J,
拉力做功功率:
P===180W.
答:這個工人做功的功率是180W.
(3)解:不計摩擦和繩重,拉力F=(G+G輪),
則動滑輪重力G動=3F-G=3×150N-400N=50N,
提升800N重物時,拉力F′=(G動+G′)=×(50N+800N)=,
此時滑輪組的機械效率:
η′==≈94.1%.
答:若用該滑輪組將800N的重物拉起同樣高度,此時滑輪組的機械效率是94.1%.
【解析】(1)根據(jù)G=mg求重力,再利用W=Gh求有用功;
(2)由圖知,拉力端移動距離s=3h,利用W=Fs求總功,利用功率公式求拉力做功功率;
(3)不計摩擦和繩重,拉力F=(G+G輪),即可求動滑輪重力;提升800N重物時,利用拉力F=(G動+G)求拉力,再根據(jù)機械效率公式求此時滑輪組的機械效率.
【考點精析】本題主要考查了滑輪(組)的機械效率和功率的計算與測量的相關知識點,需要掌握關于滑輪組機械效率的計算:W有用 = G·h;W總 = F·s; s = n·h (1)η=W有用 / W總 (2)η= W有用 / W總 = Gh/Fs = Gh/nFh = G/(nF);功率的計算: P = W/tW 表示功,單位是焦(J). t表示時間 ,單位是秒(s) P表示功率,單位是瓦特(W)1 W= 1 J/s才能正確解答此題.
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【題目】如圖甲是小明探究“電流一定時,電壓與電阻關系”的實驗電路圖.已知電源電壓U=15V,滑動變阻器上標有“20Ω 3A”(實際最大阻值略小于20Ω),實驗中所用的四個定值電阻分別為5Ω,10Ω,15Ω,20Ω.
(1)電流表的量程應選A.
(2)小明實驗時嘗試在ab間接入5Ω、10Ω、15Ω或20Ω電阻,并調節(jié)滑動變阻器,使電路中的電流控制在圖乙所示的數(shù)值不變.但他發(fā)現(xiàn)當ab間接Ω電阻時,無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,都不能得到實驗所要求的數(shù)據(jù).
(3)為了使這四個電阻都能為實驗所用,電路中電流應改成控制在A最合理.
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【題目】如圖是某電器設備內的一部分電路,電源電壓恒為12V,R1為定值電阻,R2為標有“100Ω 0.5A”字樣的滑動變阻器.R3為標有“3V 0.9W”字樣的定值電阻.
(1)當閉合S、S1、S2時,電流表的示數(shù)為0.3A,求R1的阻值及這種情況下整個電路可能消耗的最小功率.
(2)當閉合S,斷開S1、S2時,為保證整個電路安全,求滑動變阻器接入電路的阻值范圍.
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【題目】如圖所示,某同學在“測量小燈泡電功率”的實驗中,誤將電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端.他從滑片置于最右端時開始記錄第一組數(shù)據(jù),調節(jié)滑片測得多組數(shù)據(jù),描繪出的U一I圖像如圖所示.已知小燈泡的額定電壓為2.5 V,電源電壓為4.5 V.可求得小燈泡的額定功率為W,變阻器最大阻值為Ω.為使實驗中小燈泡兩端電壓不超過3 V,則滑動變阻器接人電路的最小阻值為Ω(保留一位小數(shù))。
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【題目】小明應用如圖甲所示的電路“探究定值電阻R0的發(fā)熱功率P0、滑動變阻器R消耗的電功率PR和電源總功率PU隨電流I變化的關系”,將得到的數(shù)據(jù)繪成a、b、c三條圖線畫在了同一坐標系中,如圖乙所示,b圖線表示定值電阻R0的發(fā)熱功率P0隨電流I變化的關系,則表示“電源總功率PU隨電流I變化的關系”圖線是 . 如電源電壓U保持不變,則由圖象可知:電源電壓U為V,定值電阻R0的阻值為Ω.
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【題目】在“探究影響電流做功多少的因素”活動中:
(1)根據(jù) , 我們可以比較相同時間內電流做功的多少.
(2)同學們設計了甲、乙兩個電路,圖甲電路是為研究電流做功與的關系.實驗發(fā)現(xiàn),在相同時間情況下,如果相等,則較大的電燈中電流做的功比較多.
(3)經過討論,認為圖乙電路存在一個缺陷,請你說說問題可能在哪里?.
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【題目】小嘉在“測小車的平均速度”的實驗中,設計了如圖 所示的實驗裝置:小車從帶刻度(分度值為lcm)的斜面頂端由靜止下滑,圖中的圓圈是小車到達A、B、C 三處時電子表的顯示(數(shù)字分別表示“小時:分:秒”),則:
(1)該實驗是根據(jù)公式_____進行測量的;
(2)實驗中為了方便計時,應使斜面的坡度較_____(填“大”或“小”);
(3)請根據(jù)圖中所給信息回答:SAB=_____,vAC=_____m/s;tBC=_____s;
(4)實驗前必須學會熟練使用電子表,如果讓小車過了A 點后才開始計時,則會使所測AC 段的平均速度vAC偏_____(填“大”或“小”)。
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【題目】如圖所示是某實驗小組合作探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實驗裝置(足夠長),實驗時應先調節(jié)燭焰、凸透鏡、光屏,使三者的中心在同一直線上,并且大致在 ,這樣做的目的是 ;當燭焰離凸透鏡20cm時,在另一側光屏上得到一個清晰、倒立、縮小的燭焰的像,隨著蠟燭的燃燒,可觀察到光屏上的像向 (選填“上”或“下”)移動;移動蠟燭,使燭焰離凸透鏡10cm,再移動光屏, (選填“能”或“不能”)在光屏上得到一個清晰的燭焰的像.
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【題目】如圖所示,為探究電磁鐵的磁性跟哪些因素有關,小麗同學觀察大頭針,作出以下猜想: 猜想A:電磁鐵通電時有磁性,斷電時沒有磁性,猜想B:通過電磁鐵的電流越大,它的磁性越強.
根據(jù)小麗的猜想和實驗,完成下面填空:
(1)通過觀察電磁鐵吸引的不同,來判斷它磁性強弱的不同;
(2)通過比較a、b兩種情況,可以驗證猜想是正確的;(填字母)
(3)通過比較b和 (選填a、c)兩種情況,可以驗證猜想B是正確的;
(4)通過比較d中兩個電磁鐵,可以得出結論:在相同時,線圈匝數(shù)越多磁性越強。
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