电学、力学综合计算

电学综合计算

1．在如图所示的电路中，电流表的量程为0~0.6A ，电压表的量程为0~15V ，电源电压U ＝18V 。灯泡的阻值保持不变。（请画出每个小题的等效电路图） （1）闭合开关S 1、S 3时，电路消耗的功率为16.2W ，则灯泡R 1的

阻值为多少？

（2）闭合开关S 1、S 2、S 3时，电路消耗的总功率为27W ，则灯泡R 2的阻值为多少？（请写出该小题的解题思路后再求解）

（3）闭合开关S 4。然后，分别闭合S 1、S 2，在不损坏电流表、电

压表的情况下，通过调节滑动变阻器，使电路中的电流都达到允许的最大值。这两种情况滑动变阻器消耗的功率之比为多少？

2、在如图所示的电路中，电源电压和小灯泡的阻值均保持不变，电源电压U=6V ，小灯泡R 2标有（6V 3W ）字样，电流表的量程为0﹣0.6A ，电压表的量程为0﹣3V ，滑动变阻器R 3的最大阻值为20Ω，请画出该题的各个等效电路图。

（1）只闭合开关S 1和S 2时，电路消耗的功率为6W ，则闭合开关S 1、S 2和S 3时，电路的总电阻R=？

（2）在不损坏各元件的情况下，只闭合开关S 1时，R 1消耗的最大功率为P 1，只闭合开关S 3时，R 2消耗的最小功率为P 2，则P 1：P 2=？

S 1 R 3 R 1

S 2 U

R 2

S 3

V A

S 4

3在图39所示电路中，灯L 1的电阻R 1是灯L 2电阻R 2的2

1（不考虑灯丝电阻随温度的变化），电源电压为10V 且保持不变。当闭合开关S 0、S 1，断开开关S 2时，灯L 1正常发光，电阻R 3消耗的电功率为2W ，电压表示数为U 1；当闭合开关S 2，断开开关S 0、S 1时，电阻R 4消耗的电功率为0.25W ，电压表示数为

2

1

U 1。求： （1）电流表前后两次电流之比； （2）灯L 1的额定电功率； （3）电阻R 4的阻值。

7．在如图所示的电路中，电源电压和小灯泡的阻值均保持不变，灯泡R 1标有“12V 9W ”。将S 1、S 2和S 3都闭合时，灯泡R 1正常发光，电流表示数为1.0A 。将S 2和S 3断开、S 1闭合，把滑动变阻器的滑片P 移至某位置，这时电流表示数为P 在b 端时的2倍，电压表示数为P 在b 端时的 1

2

倍。求（注：求解时画出相应的等效电路图）：

（1）R 2=？

（2）电路在何种状态下消耗的总功率最小？此状态下，电路消耗的最小总功率是多少？

A

R 3 R 2 S 3

R 1 P a

S 2 V b

S 1

力学综合计算题

（09·青岛）如图所示，水池池壁是一个斜面，池中装有深度

为h的水，池底a点到水面b点之间的距离为l。现要将一质量

为m的铁块从a匀速拖到b，此过程中斜面的机械效率为η。

水和铁块的密度分别是ρ水和ρ铁。求：

(1)铁块在池底所受的水对它的压强p;(2)将铁块从a拖到b所做的有用功W有；(3)拖动过程中铁块所受的阻力f。

11青岛11．有一根绳子，通过如图甲所示的滑轮组，能够提

起的最重物体是A，物体再重绳子将断裂(不计绳重和摩擦)。求：

(1)将A匀速提高2m做的有用功为740J，则物重GA=?

(2)若此时滑轮组机械效率为92.5%，人的体重为600N，每只脚

与地面接触面积为2×l0－2m2，则人对地面的压强p地=?

(3)若用这根绳子和这些滑轮，组成图乙所示滑轮组，利用它从

水中缓慢匀速提起(不计水的阻力)一个边长为3×l0－1m的正

方体B，当提到B的下表面所受水的压强为2×l03Pa时,绳子断

裂。则正方体B的密度ρB=?

12．为了营救落入井中的叶子姐姐，小雨通过如图滑轮组将一只底面积为0.2m 2的圆柱形空木桶匀速缓慢地放入井中，在这一过程中他施加在绳子上的拉力为65N （不计绳重和摩擦）。

（1）请在方框中画出此时小雨的受力示意图。

（2）空木桶放入水中漂浮时，桶底所受水的压强为500Pa 。则木桶浸入水中的深度多大？

（3）动滑轮多重？

（4）叶子姐姐爬进木桶中，为了安全起见，小雨用75N 的力拉着绳子使木桶保持静止，此时木桶浸入水中的深度为0.25m 。小雨用力将木桶拉出水面，又经过65s 使木桶在空中匀速上升10m 到达井口，将叶子姐姐救上来。在这65s 中，小雨做功的功率多大?

14、小雨受到的重力为640N ，他站在水平地面上时对地面的压强为1.6×104Pa 。 （1）他用图甲所示滑轮组匀速提升物体A ，滑轮组的机械效率为90%（不计绳重和摩擦），此时他对水平地面的压强为6×103Pa ．则物体A 重力G A =？ （2）如图乙所示，若他用此滑轮组从水下缓慢提起边长为0.3m 的正方体B （不计水的阻力、绳重和摩擦），当物体B 的下表面所受水的压强为2×103Pa 时，小雨对水平地面的压强为匀速提升物体A 时对水平地面压强的，则物体B 的密度ρB =？

O

桶

7．如图23所示，质量为70kg的工人站在岸边通过一滑轮组打捞一块沉没在水池底部的石材，该滑轮组中动滑轮质量为5kg。当工人用120N的力拉滑轮组

的绳端时，石材仍沉在水底不动。工人继续增大拉力将石材拉起，在

整个提升过程中，石材始终以0.2m/s的速度匀速上升。在石材还没有

露出水面之前滑轮组的机械效率为η1，当石材完全露出水面之后滑轮

组的机械效率为η2。在石材脱离水池底部至完全露出水面的过程中，

地面对人的支持力的最大值与最小值之比为29：21。绳重及滑轮的摩

擦均可忽略不计，石材的密度ρ石=2.5×103kg/m3，取g=10N/kg，求：

（1）与打捞前相比，当人用120N的力拉绳端时，水池底部对石

材的支持力变化了多少；

（2）η1与η2的比值；

（3）当石材完全露出水面以后，人拉绳子的功率。

11.如图所示，是一个健身器示意图。配重物A重力350N，底面积5×10-2m2，动滑轮重20N，杠杆的OC=3OB，杠杆和细绳重及装置间摩擦力均忽略不计。当质量为60kg的小明通过细绳在B点施加竖直向下150N的拉力时，求：

(1)物体A对地面的压强多大？（分别画出物体A和小明的受力示意图）

(2)当小明通过细绳在B点施加一个竖直向下的拉力使物体A离开地面时，小明对地面的压力多大？

A C

A

B

o

图23