．
点睛：物体处于静止状态，受拉力、浮力、重力，三个力平衡，根据平衡条件及力的示意图的要求画出力．
20．请在图中标出通电螺线管磁感线方向，在括号中标出电源的正负极． （________）
解析：
【解析】 【详解】
根据安培定则，右手握住螺线管，大母指的指向螺线管的磁场方向，则四指弯曲指向电流的方向，即电源右端为电源正极，如图：
【点睛】
右手螺旋定则应用时，要注意四指弯曲指向电流的方向，千万不要理解成线圈的绕向，有同学容易在这点混淆，有个简单的方法，即使用右手螺旋定则前先把电流方向标在线圈上．
21．将一平面镜斜放在装有水的水槽中，有一束光线垂直射向水面如图乙所示，请画出这束光线在水中行进最后射出水面的光路图。
解析：
【解析】 【详解】
光垂直射到空气和水的界面时，传播方向不变，再射到平面镜上，根据光的反射定律，反射角等于入射角，作反射光线，光又射到水和空气的界面时，发生折射，折射角大于入射角，即折射光线向界面偏折。如图：
四、计算题
22．2017年5月18日，中国科学家首次在南海试采可燃冰取得圆满成功．实现了我国天然气水合物开发的历史性突破．可燃冰清洁无污染、储量巨大，是一种非常理想的新型能源．可燃冰的热值很大，是天然气热值的10倍以上，若按15计算．[4.2×l0J/（kg·℃）；天然气的热值q=7×l0J/m]求： （1）体积为0.01 m的可燃冰完全燃烧放出的热量为多少?
（2）若这些热量的90%被质量为100 kg的水吸收，则水升高的温度是多少? 解析：（1）1.05×l0J （2）22.5 ℃ 【解析】 【详解】
（1）由题意可得，可燃冰的热值：
q可燃冰=15q=15×7.0×107J/m3=1.05×109J/m3； 0.01m“可燃冰”完全燃烧放出的热量： Q放=Vq可燃冰=0.01m×1.05×10J/m=1.05×l0J； （2）由
得被水吸收的热量：
3
9
3
7
3
7 3
3
7
3
Q吸=ηQ放=90%×1.05×l07J=9.45×106J； 由Q吸=cm△t可得，水升高的温度：
．
答：（1）0.1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为1.05×l07J；
（2）水升高度的温度是22.5℃．
23．小轿车电动机启动时车灯会瞬时变暗，其原因可用如图所示电路解释。在打开车灯的情况下，电动机未启动时，电流表示数为I＝10A，电动机启动时电流表示数为I′＝58A，如果电源电压为U＝12.5V，电阻r＝0.05Ω，电流表电阻忽略不计，求：（小灯泡电阻不随温度变化）
（1）电动机未启动时，车灯的电功率为多少？ （2）因电动机启动，车灯的电功率减少了多少？
（3）如果此小轿车电动机在行驶过程中突然发生故障，内部线圈1min产生了6×104J的热量，则此电动机线圈的电阻rM是多少？（故障对车灯没有影响，且电路满足欧姆定律） 解析：（1）120W（2）43.2W（3）0.4Ω 【解析】 【详解】
（1）由题意可知，电源的电阻r＝0.05Ω，电动机没有启动时，车灯与电源的电阻串联，由欧姆定律和电阻的串联可得电路中的电流：启动时，车灯的电功率为：
；
（2）电动机启动后，电动机与车灯并联后再与电源的电阻串联，设此时灯的电压为U′L，根据串联电路电压的规律及欧姆定律可得，此时灯的电压：
，则车灯的电阻：
；电动机未
，此时车灯消耗的电功率为：
率减小量：
；
，车灯的功
（3）由欧姆定律可得，此时通过车灯的电流：动机线圈的电流：
，根据
，根据并联电路电流的规律，通过电
可得，电动机线圈的电阻：
。
答：（1）电动机未启动时，车灯的电功率为120W； （2）因电动机启动，车灯的电功率减少43.2W；
（3）如果此小轿车电动机在行驶过程中突然发生故障，内部线圈1min产生了6×104J的热量，则此电动机线圈的电阻rM是0.4Ω。
24．如图所示为某品牌四旋翼无人机，该无人机具有一键起降和返航、空中悬停、高清拍摄、GPS定位等功能，下表是该无人的部分参数：
整机质量 最大上升速度 最大下降速度 最大水平速度 2kg 6m/s 2m/s 16m/s 电池额定电压 电动机工作电压 悬停时每个电动机功率 电动机数量 15V 12V 50W 4 在某次火灾中，该无人机参与火情的勘测，它先以最大速度匀速直线上升，且达到60m高处时，再以最大速度水平匀速直线飞行到达1.6km远处的火场上空。若无人机整个过程四个电动机同时工作，电动机将电能转化为机械能的效率为90%，假设无人机以最大速度匀速直线上升时，受到的阻力大小为10N，通过计算回答下列问题：（g取10N/kg）
（1）无人机从起飞到火场上空，这一过程共耗时多少秒？
（2）无人机到达火场上空后，悬停观测10分钟，则10分钟内电动机消耗多少电能？ （3）无人机以最大速度匀速直线上升60m，这个过程中消耗多少电能？ 解析：（1）110s（2）1.2×10J（3）2000J 【解析】 【分析】
（1）利用s=vt求出匀速上升需要时间、水平匀速直线飞行时间，进而求出起飞到到达火场需要时间； （2）求出悬停时电动机总功率（4个电动机），利用W=Pt求悬停时消耗电能；
（3）无人机上升过程的升力等于重力加上阻力，利用W=Fs求升力做的有用功，利用效率的公式求消耗的电能。 【详解】
（1）匀速上升需要的时间：t1?5
s160m??10s， v16m/s水平匀速直线飞行的时间：t2?s21600m??100s， v216m/s无人机从起飞到火场上空，这一过程共耗时：t=t1+t2=10s+100s=110s； （2）悬停时电动机总功率：P=50W×4=200W， 悬停时消耗电能：W=Pt=200W×10×60s=1.2×105J；
（3）无人机匀速上升过程的升力：F=G+f=mg+f=2kg×10N/kg+10N=30N， 做的有用功：W有用=Fh=30N×60m=1800J， 消耗的电能：W电?五、实验题
W有用1800J??2000J。 90?%
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