计算题26. (2018威海)为响应国家“低碳环保，节能减排”的号召，我市新上线一批以天然气为燃料的新型公交汽车，其参数如表2所示某次行驶过程中，汽车搭载人员及物品共3000kg所受阻力为总重力的0.01倍。在40s时间内匀速直线行驶400m,共消耗天然气0.025kg (天然气完全燃烧，其热值为6.4107J/kg,g=10N/kg).针对此次行驶过程，求: (1)汽车对地面的压强 (2)汽车的功率 (3)汽车发动机的效率 28. (2018威海)16甲是海上打捞平台装置示意图，使用电动机和滑轮组将实心物体A从海底竖直向上始终以0.05m/s的速度匀速吊起，图16乙是物体A所受拉力F随时间t变化的图象(不计摩擦、水的阻力及绳重，水=1.0103kg/m3.g=10N/kg).请解答下列问题：（1）物体A的体积是多少?(2)物体A完全浸没在水中时滑轮组的机械效率为80%，当物体A完全离开水面后，滑轮组的机械效率是多少? (3)当物体A完全离开水面后，电动机两端电压为380V，通过的电流为5A，电动机线圈的电阻为多少? (不计电动机内部摩擦) 26（2018烟台）在某次综合实践活动中，小明利用蓄电池（电压为24V）、电压表（量程为015V）校准电阻R0，滑动变阻器R（最大阻值为100）等器材，设计了一种测定油箱内油量的方案（图甲），选配合适的校准电阻值，能够使油箱装满汽油，滑动变阻器的触片在某一端时，油量表示数为最大值（即电压表示数达到最大值）油箱中的汽油用完，滑动变阻器的触片在另一端时，油量表示数为零（即电压表示数为零）（1）校准电阻除了可以校准表盘，还有什么作用？校准电阻的阻值为多少？（2）整个电路消耗的电功率的变化范围是多少？（3）另一个小组的小红同学设计了如图乙所示的电路，请你从能耗的角度分析这种方案的优点。 【分析】（1）由图分析若没有R0电压表的示数情况，从而可知R0的作用；油箱装满汽油时，油量表（电压表）示数为最大值15V，此时滑动变阻器的触头在电阻最大值一端，由串联电路特点和I=计算R0的阻值；（2）变阻器连入阻值最大时，电路中电阻最大，由P=知整个电路功率最小，并计算；当汽油用完时，滑片在另一端，即在上端，此时电路为R0的简单电路，电路功率最大，由P=电路消耗功率的最大值，从而可得电路消耗功率的变化范围；（3）由图乙知，滑动变阻器始终以最大值串联入电路中，由P=分析电路中功率大小，从而判断电路电能的消耗情况。【解答】解：（1）由题知，电源电压U=24V，电路中若没有变阻器R，则R两端电压等于电源电压24V，超过了电压表量程015V，会被烧坏，所以校准电阻R0串联在电路中，除了可以校准表盘，还起到分压的作用，能避免电压超过电压表量程而损坏；当油箱装满汽油，由图甲知，滑片在下端，此时变阻器连入阻值最大，电压表示数达到最大值15V，所以电路中电流：I=I0=IR=0.15A，所以R0的阻值：R0=60；（2）当油箱装满汽油，变阻器连入阻值最大时，电路中电阻最大，电源电压一定，由P=知整个电路功率最小，电路最小功率：P最小=3.6W；当汽油用完时，滑片在另一端，即在上端，此时只有R0接入电路中，电路功率最大，P最大=9.6W，所以整个电路消耗的电功率的变化范围是3.6W9.6W；（3）由图乙知，滑动变阻器始终以最大值串联入电路中，电压表示数UV=IR滑，能反应测量的变化情况，且电路中电阻始终处于最大值，由P=可知电路中功率最小，由W=Pt可知，同样时间内电路消耗的电能最少，所以乙图的电路设计可以节能。故答案为：（1）校准电阻除了可以校准表盘，还有能起保护电路的作用，校准电阻的阻值为60；（2）整个电路消耗的电功率的变化范围是3.6W9.6W；（3）图乙的设计从能耗的角度看优点是节约电能。【点评】本题以测量表为情景考查了电路设计、串联电路特点和欧姆定律定律以及电功率公式的应用，从能耗上分析电路设计优点起到培养学生节能的意识，有意义。25（2018淄博）如图甲所示电路中，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S移动滑片P，滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图象如图乙所示求（1）滑动变阻器的最大阻值；（2）R0的阻值和电源电压。 【分析】（1）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，R1的最大阻值和R0串联，电流表测电路中的电流，此时电路中的电流最小，根据图乙读出电路中的最小电流和滑动变阻器的功率，根据P=I2R求出滑动变阻器的最大阻值；（2）根据的电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压；由图乙可知，当电路中的电流I=0.4A时滑动变阻器的功率，根据P=I2R求出滑动变阻器的阻值，根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压，根据电源的电压不变得出等式即可求出R0的阻值，进一步求出电源的电压。【解答】解：（1）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，R的最大阻值和R0串联，电流表测电路中的电流，由图乙可知，电路中的最小电流I最小=0.2A，滑动变阻器的功率P1=1.2W，由P=I2R可得，滑动变阻器的最大阻值：R最大=30；（2）因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，由I=可得，电源的电压：U=I最小（R最大+R0）=0.2A（30+R0），由图乙可知，当电路中的电流I=0.4A时，滑动变阻器的功率P1=1.6W，则滑动变阻器接入电路中的电阻：R=10，电源的电压：U=I（R+R0）=0.4A（10+R0），因电源的电压不变，所以，0.2A（30+R0）=0.4A（10+R0），解得：R0=10，电源的电压：U=I最小（R+R0）=0.2A（30+10）=8V。答：（1）滑动变阻器的最大阻值30；（2）R0的阻值10；电源电压8V。【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是根据图象读出电流和滑动变阻器功率的对应值。24（2018枣庄）如图甲所示的电路，电源电压保持不变。小灯泡L标有“2.5V 0.25A”字样，滑动变阻器R1的最大值为30，定值电阻R2=30，电流表的量程为00.6A，电压表的量程为03V求：（1）小灯泡的额定功率是多少？（2）只闭合S、S2和S3，将变阻器R1的滑片P调到中点时，电流表示数为0.45A，则电源电压是多少？（3）只闭合开关S、S1，移动变阻器的滑片P，小灯泡L的IU图象如图乙所示。在保证各元件安全的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是多少？ 【分析】（1）由小灯泡L标有“2.5V 0.25A”字样，根据P=UI求灯的额定功率；（2）只闭合开关S、S2和S3，分析电路的连接，L短路，电阻R1与R2并联，求出并联的总电阻，已知电流根据欧姆定律求出电源电压；（3）只闭合开关S、S2，R1与灯泡串联，R2不接入电路，移动变阻器的滑片P，向左移动时，R1变大，电压表的示数也变大，当电压表示数为3V时，R1最大，可求R1的电压，即可得小灯泡的电压，可得电路中最小电流，可求此时滑动变阻器的电阻；当滑片向右移动时，R1变小，电流表的示数变大，UL也变大，由图象可知电路中的最大电流，根据欧姆定律可求此时滑动变阻器的电阻，即可得在保证各元件安全的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围。【解答】解：（1）小灯泡的额定功率是：PL=ULIL=2.5V0.25A=0.625W；（2）只闭合开关S、S2和S3，分析电路的连接，L短路，电阻R1与R2并联，并联的总电阻，R并=10，由I=可得电源电压：U=IR并=0.45A10=4.5V；（3）只闭合开关S、S1，灯泡L与R1串联，R2不接入电路，移动变阻器的滑片P，向左移动时，R1变大，电压表的示数也变大，当电压表示数为3V时，R1最大，则R1的电压U1大=3V，此时小灯泡两端的电压为：UL=UU1大=4.5V3V=1.5V，由图乙可知电路中最小电流：I最小=0.2A，所以R1连入电路的电阻：R1=15，当滑片向右移动时，R1变小，电流表的示数变大，UL也变大，由图象可知电路中的最大电流：I最大=0.25A0.6A（电流表安全），由图象可知，此时UL=2.5V，R1两端的电压为：U1=UUL=4.5V2.5V=2V，R1连入电路的电阻：R1=8，所以在保证各元件安全的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是815。答：（1）小灯泡的额定功率是0.625W；（2）只闭合S、S2和S3，将变阻器R1的滑片P调到中点时，电流表示数为0.45A，则电源电压是4.5V；（3）只闭合开关S、S1，移动变阻器的滑片P，小灯泡L的IU图象如图乙所示。在保证各元件安全的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是815。【点评】本题考查串联、并联电路的规律和欧姆定律及电功率公式的运用，关键是正确识别电路，从图象中获取有效的信息。32（2018青岛）如图甲所示电路，电源电压恒为6V，小灯泡L的IU图象如图乙所示。电阻R1为30，滑动变阻器R2的额定电流为1A，电流表的量程为00.6A，电压表的量程为03V请画出该题的各个等效电路图。（1）当开关S1、S2、S3都闭合时，L正常发光，此时通过R1的电流是多少？（2）只闭合开关S3，移动滑片P，当R2接入电路中的阻值为其最大阻值的时，电流表的示数为0.2A，滑动变阻器的最大阻值是多少？（3）在保证各元件安全的条件下，电路消耗的最大功率和最小功率各是多少？ 【分析】（1）当开关S1、S2、S3都闭合时，变阻器短路，画出等效图，由L正常发光确定灯的实际电压，根据并联电路电压的规律，求出电源电压即R1的电压，由欧姆定律求此时通过R1的电流；（2）由图乙知，找出灯的电压为6V时，灯的额定电流，由欧姆定律求出灯正常发光的电阻；只闭合开关S3，灯与变阻器串联，电压表测变阻器的电压，电流表测电路中的电流，画出等效图2，由已知条件，由欧姆定律求出电路的总电阻，根据电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值；（3）根据P=，当电路的总电阻最小时，总功率最大，根据串联电阻大于其中任一电阻，并联电阻小于其中任一电阻，分析电路的连接求最小总电阻，根据P=求出电路的最大功率；根据P=，当电路的总电阻最大时，总功率最小，因R1RL，根据串联电阻的规律求出此时的最大电阻，电路中的电阻越大，电路中电流越小，电流表越安全；根据分压原理，电压表示数小于的R1的电压，根据串联电路电压的规律，比较电压表示数与3V的大小，根据P=求电路的最小功率。【解答】解：（1）当开关S1、S2、S3都闭合时，变阻器短路，等效图如图1所示， L正常发光，灯的实际电压为6V，根据并联电路电压的规律，电源电压即R1的电压为6V，由欧姆定律，此时通过R1的电流是：I1=0.2A；（2）由图乙知，灯的电压为6V时，灯的额定电流为0.25A，由欧姆定律，故灯正常发光的电阻：RL=24；只闭合开关S3，灯与变阻器串联，电压表测变阻器的电压，电流表测电路中的电流，如图2所示，移动滑片P，当R2接入电路中的阻值为其最大阻值的时，电流表的示数为0.2A，由欧姆定律，电路的总电阻；R=30，根据电阻的串联，R=RL+R滑，滑动变阻器的最大阻值是：R滑=4（RRL）=4（3024）=24；（3）根据P=，当电路的总电阻最小时，总功率最大，根据串联电阻大于其中任一电阻，并联电阻小于其中任一