四、回答(20分) 17.解:
(1)由题知,在0~10s内汽车通过的路程为120m, 则在0~10s内汽车的平均速度: v==
=12m/s;
(2)由图象可知,10~20s汽车做匀速直线运动,速度v′=20m/s, 则在10~20s汽车通过的路程为:s′=v′t′=20m/s×10s=200m; 根据二力平衡条件可得,此时的牵引力:F=f=4000N, 在10﹣20s内汽车发动机产生的牵引力所做的功: W=Fs=4000N×200m=8×105J; (3)已知发动机的转化效率η=80%, 由η==m=
=
可得消耗汽油的质量:
=0.02kg。
答:(1)在0~10s内汽车的平均速度为12m/s;
(2)在10~20s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是8×105J。 (3)若发动机的转化效率为80%,则10~20s内燃烧了0.02千克汽油。 18.解:
(1)因为木块漂浮在水面上, 所以木块受到的浮力:F浮=G木=10N; (2)木块下表面所处的深度为0.2米,
则木块下表面受到水的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa。 (3)根据F浮=ρ水gV排可得,排开液体的体积: V排=
=
=1×10﹣3m3;
因为V排=V木;所以V木=V排=×1×10﹣3m3=1.25×10﹣3m3; 木块全部浸没时受到水的浮力:
F′浮=ρ水gV木=1×103kg/m3×10N/kg×1.25×10﹣3m3=12.5N; 木块浸没时,根据力的平衡条件有:F浮′=G木+F, 则压力F=F浮′﹣G木=12.5N﹣10N=2.5N。 答:(1)木块所受到的浮力为10N; (2)木块下表面受到水的压强为2000Pa;
(3)要将木块全部浸没水中,需要施加的压力为2.5N。 19.解:
(1)当开关S接a时,灯泡L1与电阻R0串联(如下图所示),
∵U0=1.2V,I=0.3A, ∴电阻R0的阻值为:R0=
=
=4Ω。
(2)当开关S接a时,灯泡L1与电阻R0串联,∵灯泡L1正常发光时, ∴灯泡L1两端的电压为额定电压U1=8V, 又∵此时R0消耗的功率为P0=1W,而R0=4Ω, ∴此时电路中的电流为:I0=
=
=0.5A,即I1=I0=0.5A,
灯泡L1的额定功率为:P1=U1I1=8V×0.5A=4W。
(3)开关S接b时,灯泡L1与灯泡L2串联(如下图所示),
∵灯泡L1正常发光,
∴此时电路中的电流为I1=I2=0.5A,
从灯泡L2的U﹣I图象可知,当电流为0.5A时,灯泡L2两端的电压为U2=4V, 则电源电压为:U=U1+U2=8V+4V=12V,
∴电路允许达到的最大总功率:P总=UI1=12V×0.5A=6W。 答:(1)定值电阻R0的阻值为4Ω。 (2)灯泡L1的额定功率为4W。
(3)电路允许达到的最大总功率为6W。
五、设计:(5分) 20.解:
(1)其它条件不变,只将A 处杯中的冰水混合物换为沸水,则AB两处的温度差减小,电路电流变小;
其它条件不变,移去酒精灯,将B放入另一杯冰水混合物中,则AB两端没有温度差,电流变为零;
(2)要产生电流,两接点间必须存在温度差,说明热电偶是将内能转化为电能的装置; (3)根据热电偶电路中电流的特点及产生条件可知,电流的大小直接反映了两接点间温度差的大小,即热电偶电路可以把温度信号转换成电信号;
因此,我们可以从中得到启示:可将电流表改装成温度计,控制两接点中的一个点的温度不变,将另一个点的温度作为被测温度,即可通过电流表示数反映出其温度值的大小,所以其可行的应用为温度计。
故答案为:(1)变小;变为零;(2)内;(3)电;温度计。
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