内容正文:
物块的最小体积V=V#=△V=S(h甲'-h甲)=1×102m2×
(0.16m-0.1m)=6×104m3
物块A的最大密度
8
=1.5×103kg/m3,
此时A所受的浮力F浮=P酒精gV排=0.8×103kg/m3×
10N/kg×6×104m3=4.8N。
10.解:(1)乙容器中水的质量
mk=p本V本=1.0×103kg/m3×6×103m3=6kg;
(2)质量分布均匀的圆柱体对水平桌面的压强p=
FpShg_
S-S=pgh,
当甲沿若竖直方向切去写,则琍余的木块甲对桌面的
压强不变,为P本=P*gh*=0.8×10kg/m3×10N/kg×
0.5m=4000Pa;
(3)甲切去部分的重力△G*=P本S本△h*g=0.8×
103kg/m3×8×103m2×0.4m×10N/kg=25.6N,
由于木块密度小于水的密度,木块放入水中后漂浮,
F浮=△C本,木块排开水的体积
25.6N
V=
=2.56×103m3,
P*g 1.0x 103 kg/m3x10 N/kg
容器乙的总容积V急=Szhz=2×102m×0.4m=8×
103m3,
容器乙中未放入木块时空余部分的体积V象=V总
V*=8×103m3-6×103m3=2×103m3<V排,
所以把切去的木块放入水中时,有水溢出,V滋=V排
V会=2.56×103m3-2×103m3=0.56×103m3,
溢出水的重力G溢*=p本V蓝g=1.0×103kg/m3×0.56×
103m3×10N/kg=5.6N,
容器乙底部压力变化量
△F=△G本-G*=25.6N-5.6N=20N,
容器乙底部压强增加量
△F20N
4pg-52x10m100Pa.
11.解:(1)液体对薄壁容器乙底部的压强Pz=P水gh=
1.0x10kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa,
圆柱体甲对地面的压强为
3
P=Pz.=4 500 Pa,
圆柱体甲的高度
4500Pa
p甲g1.5×103kg/m3×10N/kg
0.3m;
题型5
电学
重难计算1电路安全、最值、极值类综合计算
1.解:(1)小灯泡L的额定功率P氯=U颜I颜=6V×0.5A=
3W;
(2)B放在图甲物体的上面时,对地面压强的变化量
△FGB_ma昭
△P甲-S用SS年
B浸没在图乙容器的液体中时,排开液体的体积V#=
mB
V,液体上升的高度△h=S2S2p>2
_V排_Pa-mg
图乙中液体对容器底压强的变化量
mB
△Pz=P本g△h=P本g
PBSz
由△p甲=p2,得
ng_
mB
甲
P水g。
S年4×102m2
则p:=5Ps-2x10m×1.0×10ke/m=2X
103kg/m3,
(3)由(1)知p甲=4500Pa,
容器乙中液体的体积V液=Szh液=2×102m2×0.3m=
6×103m3,
乙容器中液体的重力G孩=P液V液=1.0×10kg/m3×6×
103m3=60N,
现向乙容器中放入体积为4×103m3的物体A后,A
处于沉底状态,则p4>1.0×103kg/m3,
此时乙容器对地面的压强不大于甲容器对地面的压
强,即Pz≤p甲=4500Pa,
则乙容器对地面的最大压力Fz=PzSz=4500Pa×
2×102m2=90N,
容器乙的容积'z=Szhz=2×102m2×0.35m=7×
103m3,
而V液+V4=6×103m3+4×103m3=1×102m3>Vz,
所以物体A放入乙容器后,液体要溢出,
则溢出液体的重力G=m滋g=p液V滋g=P液(V液+
Va-Vz)g=1.0×103kg/m3×(1×102m3-7×103m3)×
10N/kg=30N,
乙容器内剩余液的重力
G利=G液-Gw=60N-30N=30N,
所以物体A的最大重力
CA=F2-G=90 N-30 N=60 N,
由G=mg=p'g可知,物体A的最大密度
GA
60N
P1=V4g4x10'm×10N/kg
1.5×103kg/m3,
所以物体A密度的取值范围为
1.0x103kg/m3<p4≤1.5×103kg/m3。
重难计算题
(2)闭合开关S和S,定值电阻R,和滑动变阻器R2串
联,电源电压U=16V,滑动变阻器的最大阻值R大=
1002,
43
则调节滑动变阻器滑片到中点时,滑动变阻器接入电
1
路的阻值R,=2R大=2×1000=500,
此时电流表的示数I1=0.2A,
U 16V
此时电路的总电阻R。=了0.2A
802,
R1的阻值R:=R总-R2=802-502=302;
_U额-6V
(3)小灯泡正常发光时的电阻=0.5A=120,
闭合开关S和S2,小灯泡L和R2串联,电压表测的是
R2两端的电压U2,
由(1)可知电路中的最大电流不能超过小灯泡的额定
电流(此时也没超过电流表的量程),即I最大=I颜=
0.5A,
U 16 V
此时电路的总电阻最小值R◆京0.5A2,
则滑动变阻器R2接入电路的最小阻值R小=R总小
R=322-122=202,
因为电压表的最大量程U最大=15V,所以R2两端的电
压最大U=U最大=15V,
小灯泡L两端的电压U=U-U,=16V-15V=1V,
由图乙可得此时通过小灯泡的电流1=0.2A,所以此
时通过R2的电流12=L=0.2A,
此时滑动变阻器接入电路的最大阻值
R总大=
大_15V」
10.2A750,
因此闭合开关S和S2,保证各电路元件安全的前提下,
滑动变阻器R,的调节范围为20~75Ω.
2.解:(1)当闭合开关S、S,断开S2,滑片滑到a端时,电
路只有R接入,
则电源电压U=U,=I1R1=0.6A×202=12V;
(2)当闭合开关S、S1,断开S2,滑片滑到b端时,R1与
滑动变阻器R2串联,滑动变阻器接入电路的电阻最
U 12 V
大,电路总电阻RB=70.2A
602,
则滑动变阻器的最大值R,=R点-R,=602-202=
402.
当只闭合S、S2,断开S,滑动变阻器的滑片P从b端移
到中点时,R,接入电路的阻值
R=2R
=1×400=200,
电流表A的示数1=1.512=1.5×0.2A=0.3A,
滑动变阻器两端的电压U=1R2'=0.3A×20=6V,
此时灯L正常发光,则灯L正常发光的电压U,=U-
U播=12V-6V=6V,
灯L的额定功率P氯=UL3=6V×0.3A=1.8W;
(3)当S、S、S2都闭合时,L与R,并联,再与滑动变阻
器R,串联,滑动变阻器的滑片P移到b端时,即R,接
入电路的阻值最大时,通过L的电流最小,灯L的功率
UL 6V
最小,灯泡的电阻R=,0.3A
202
44
此时电路的总电阻
RR
Rs=R+
+R:-200+20
202×202
+402=502,
电路中的电流4,=R。50
U 12V
=0.24A
滑动变阻器两端的电压U,'=1,R2=0.24A×402=
9.6V,
灯泡L两端的电压U,'=U-U,'=12V-9.6V=2.4V,
灯L的小电功率,发-2802
202
重难计算2分情况讨论类
3解:(1)在AB之间接人灯泡时,灯泡L与5R串联时,
灯泡正常发光,电路中的电流
P_12W=1A
I=h=U-12V
滑动变阻器两端的电压
UR=/5R=1Ax5×30D=6V,
电源的电压U=U+UR=12V+6V=18V;
(2)由图乙可知,当In=1=2A时,U=20V,U。=50V,
则两电阻的阻值分别为
U。20V
R.=12A
U650V
100,R=12A
=252,
当电流表的示数为0.4A时,电路中的总电阻
U 18V
R8=下0.4A
452,
当滑动变阻器的滑片位于最右端时,R。的阻值最小,
所以R。的最小阻值R=R总-R=452-302=15D,
又因R。是R。和R,之间任意取值的电阻,所以R。的最
大阻值R大=R,=252,
所以R。的取值范围为15~252:
当R。=15Ω,滑动变阻器的滑片位于最右端时(变阻器
接入阻值最大),电压表的示数最大,则电压表的最大
示数U肤=I'R=0.4A×302=12V;
当R。=252,电路中的电流最大为0.6A时,R。两端的
电压最大,电压表的示数最小,
此时R,两端的最大电压Uo大=1大R,=0.6A×25D=
15V,
则电压表的最小示数U=U-Uo肤=18V-15V=3V。
重难计算3比值方程类
4解:由电路图可知,闭合开关,灯泡L与定值电阻R。、滑
动变阻器R串联,电压表测灯泡L和定值电阻R两端
的电压之和,电流表测电路中的电流。
)小灯泡上正常工作时的电流片-名YA;
(2)滑片位于a端时,变阻器R接入电路中的电阻为
零,由题意可知,此时灯泡正常发光,由图乙可知,此时
电压表的示数为U、=12V,则电源的电压U=Uv=
12V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以定值电
阻R.两端的电压U。=U-U=12V-6V=6V,
通过R。的电流I=I=1A
U。6V
R,的电阻R。==1A6:
(3)因灯泡由较暗到正常发光,电路中的电流变为原来
的2倍,所以滑片位于6端时,电路中的电流1=子之
1A=0.5A,
1
由图乙可知,电压表的示数Uv=5V,
此时滑动变阻器两端的电压U。=U-Uv=12V-5V=
7V,
此时滑动变阻器的电功率P。=1,U。=0.5A×7V=
3.5W,
因滑片P移到某一点c时R上消耗的功率P。与滑片
移到b点时R上消耗的功率P,之比为P:P=33:35,
所以滑片P移到某一点c时R上消耗的功率P。=
3
-33
35.=35×3.5W=3.3W,
因滑片P移到某一点c时,R上消耗的功率P。等于灯
泡L和R。上消耗的总功率,
所以电路的总功率P急=2P.=2×3.3W=6.6W,
比时电路中抛流1告--a5A
此时定值电阻R。消耗的电功率P。=R。=(0.55A)×
62=1.815W,
此时灯泡L的实际功率P,'=P点-P。-P。=6.6W
1.815W-3.3W=1.485W,
此时灯泡的实际电压U'
P'1.485W
=2.7V。
L0.55A
重难计算4换接电路元件+分情况讨论
5.解:(1)小灯泡正常发光时,U=12V,P=6W,
PL 6 W
由P=1得,通过小灯泡的电流1元2V0.5A,
U2_12y=240:
小灯泡正常发光时的电阻R=元0.5A
(2)由电路图可知,闭合开关,灯泡L与滑动变阻器R
串联,为保证电路安全,电路允许的最大电流为1大=
1=0.5A,
U 15 V
此时电路的总电阻Re人05入300,
此时滑动变阻器接入电路的最小阻值
R小=R点-R,=302-242=62;
电压表的量程为0~15V,电源电压为15V,滑动变阻
器R接入电路的最大阻值能达到最大值502,
因此滑动变阻器接入电路的阻值范围为6~502:
(3)替换前后电路总功率的变化量△P=UI大-U1=U
(I头-I)=U△1,
由题意知,总功率的变化量△P为1.5W,电路电流的
变化量△=号=:5W=0.1A,
U 15V
替换之前,小灯泡正常发光通过电路的电流I=0.5A,
滑动变阻器接入电路中的最小阻值R小=6Ω,
若电流减小0.1A,则此时通过电路的电流
'=1-△1=0.5A-0.1A=0.4A,
15V
则R,的阻值6=7-R0.4A6D=31.5D,
若电流增大0.1A,则此时通过电路的电流
"=1+△1=0.5A+0.1A=0.6A,电流表安全,
U
15V
则R,的阻值为R的=R*=0.6A60=190,
即R。可能的电阻值为31.52或192。
6.解:(1)由电路图知,闭合开关,当滑片置于最右端时,
两电阻串联,R2连入阻值为其最大值,电压表V,测R
两端电压,V2测R2两端电压,电流表测电路中电流,
由串联电路特点知,1=12=1=0.3A,
4-3y=100:
由E可得R=0.37
R2两端电压U2=l2R2=0.3A×502=15V,
所以电源电压U=U1+U2=3V+15V=18V;
(2)保证电路安全,电压表示数最大15V,
U达=15y-1.5A,
通过R的最大电流I大=R100
R2允许通过的最大电流为2A,电流表量程0~3A,由
串联电路的电流规律知,在保证电路安全时,电路中最
大电流为1.5A,
所以R,消耗的最大功率P大=1大2R,=(1.5A)子×
102=22.5W;
(3)用电阻R,替换R,其他各处连接不变,保证电路安全,
①因电压表V,量程0~15V,所以Uo大=15V,
电压表V,示数的最大值与最小值之差为9V,所以
Uo限小=Uo大-AU=15V-9V=6V,
由串联电路分压原理知,当滑动变阻器连入电路的阻
值R2=50D时,V2示数最大,所以U2大=U-U嘬小=
18V-6V=12V,
此时电路中电流最小,所以【最小=
U绿达=12Y=
R2502
0.24A,
U限小=6V
此时,阻值R。=10.24
-=252;
②因电压表V2量程0~15V,所以U2大=15V,此时
V,示数最小,
故U小'=U-U2大'=18V-15V=3V,
电压表V,示数的最大值与最小值之差为9V,所以
U0最大=U最小+△U=3V+9V=12V,
由串联电路电流规律,结合滑动变阻器和电流表量程
知,电路中最大电流I大'=2A,电压表V,示数的最
大,即Uo最大=12V,
_Uo噪达-12
所以R阻值R。=I2A
=62。
45题型5电学重难计算题
重难计算1电路安全、最值、极值类综合计算
1.如图所示,电源电压为16V且恒定不变,2.如图所示的电路中,定值电阻R,的阻值为
小灯泡L额定电压为6V,图乙是小灯泡L
202,设灯L的电阻不变。当闭合开关S、
的1-U图像,电流表选用量程0~0.6A,电
S,断开S2,滑片滑到a端时,电流表A的
压表选用量程0~15V;R为定值电阻,滑
示数I1=0.6A;移动滑片到b端,电流表A
动变阻器R2的铭牌标注“10021A”。
的示数12=0.2A。当只闭合S、S2,断开
(1)求小灯泡L的额定功率。
S,滑动变阻器的滑片P从b端移到中点
(2)闭合开关S和S,调节滑动变阻器滑
时,灯L正常发光,电流表A的示数13=
片到中点时,电流表示数为0.2A,求R1的
阻值。
1.512。求:
(3)闭合开关S和S2,保证各电路元件安
(1)电源电压。
全的前提下,求滑动变阻器R2的调节
(2)灯L的额定功率。
范围。
(3)灯L的最小电功率。
P
0.6
0.5
RS aR,b
0.4
R
0.3
0.2
①kS
0.1
第2题图
0123456U/V
甲
乙
第1题图
48
重难计算2分情况讨论类
重难计算3比值方程类
3.(2017河北38题7分)如图甲所示,电源4.如图甲所示的电路,电源电压恒定,灯泡L
电压恒定,滑动变阻器的规格为“30Ω
标有“6V6W”的字样,R。为定值电阻。
1A”,在AB间接入规格为“12V12W”
闭合开关,在滑片P由b端滑到a端的过
的灯泡,闭合开关,当变阻器的五分之一阻
程中,电压表示数与电流表示数关系图像
值连入电路时,灯泡正常发光。
如图乙所示,灯泡由较暗到正常发光,电路
I/A
中的电流变为原来的2倍。求:
P
(1)小灯泡L正常工作时的电流。
R
(2)R。的电阻。
60U/元
(3)当滑片P移到某一点c时,R上消耗的
02040
甲
乙
功率P。与滑片移到b点时R上消耗的功
第3题图
率P。之比为P。:P。=33:35,且此时R上消
(1)求灯泡正常工作时通过的电流和电源
耗的功率P。等于灯泡L和R。上消耗的总
电压。
功率。求滑片P滑到c点时灯泡L的实际
(2)R,是如图乙所示的R。和R,之间任意
电压。
取值的电阻,当在AB间接入电阻R。后,闭
12
合开关,在保证电路安全的情况下,将滑片
P从最右端向左滑动的过程中,电流表示
数均出现过0.4A(电流表选择0~0.6A
A
量程),求R。的取值范围及电压表示数的
最大值和最小值。
第4题图
49