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    9．2015年4月16日，中国首创的十秒级闪充电车在宁波正式下线，如图所示．这种电车采用超级电容（一种可以直接以电能形式储存能量的设备，像蓄电池一样也有正、负两极）作为电能存储设备．这种超级电容安全环保，可反复充放电100万次以上，使用寿命长达十年．与该车相匹配的充电桩安装在各公交站点，充电粧在乘客上下车的约30s时间里即可把电充满，并可让车持续正常行驶5km以上．在制动和下坡时，电车还可以把部分动能再转化为电能为超级电容充电．若假设这种电车的质量（满载，含乘客）为m=15t；正常匀速行驶时，电车受到的平均阻力f为车重G的0.02倍；正常匀速行驶时的速度为v=10m/s．（取g=10N/kg）求：
    （1）这种电车正常匀速行驶时的功率P行．
    （2）若这种电车每次充满电后持续正常行驶5km，正常匀速行驶时的效率为?行=90%．试估算，每次充满电，电车从充电桩所获得的能量E．
    （3）若每次给这种电车充满电须耗时t=30s．试估算，充电桩为电车充电时的输出功率P出．
    （4）若按电价0.5元/kWh来计算，则每次充电需花费电费多少元？与之同样功能的然油公交车百公里油耗约为36L，燃油价格按5.5元/L来计算，同样行驶5km需花费然油费多少元？

    分析 （1）利用G=mg求出电车的重力，利用平均阻力与车重的关系求出阻力，根据二力平衡条件可知牵引力，又知速度，利用P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv计算这种电车正常匀速行驶时的功率P．
    （2）根据W=Fs可求得电车每行驶1千米所做的有用功，利用效率为η=80%，可求得消耗的电能；
    （3）若每次给这种电车充满电须耗时t=30s．试估算，充电桩为电车充电时的输出功率P出．
    （4）然后可求得这种电车每次充电需花费电费；根据“与之同样功能的燃油公交车耗油量为36L/100km”可求得燃油公交车每行驶1千米的耗油量，然后根据燃油价格按5.5元/L可求得燃油公交车行驶5千米需要的费用．

    解答 解：（1）电车的重力G=mg=15×103kg×10N/kg=1.5×105N，
    阻力f=0.02G=0.02×1.5×105N=3×103N，
    电车匀速行驶，则牵引力F=f=3×103N，
    电车正常匀速行驶时的功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=3×103N×10m/s=3×104W；
    （2）电车正常匀速行驶5km时，W有用=Fs=3×103N×5×103m=1.5×107J，
    由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$可知，消耗的电能：W电=$\frac{{W}_{有用}}{η}$=$\frac{1.5×1{0}^{7}J}{90%}$=1.67×107J；
    （3）充电桩为电车充电时的输出功率为P输出=$\frac{{W}_{电}}{t}$=$\frac{1.67×1{0}^{7}J}{30s}$=5.57×105W；
    （4）则这种电车每次充电需花费电费$\frac{1.67×1{0}^{7}J}{3.6×1{0}^{6}J/kW•h}$×0.5元/kW•h=2.32元；
    燃油公交车行驶5千米的耗油量V=36L/100km×5km=1.8L，
    需要的费用1.8L×5.5元/L=9.9元．
    答：（1）这种电车正常匀速行驶时的功率P为3×104W．
    （2）每次充满电，电车从充电桩所获得的能量E为1.67×107J．
    （3）充电桩为电车充电时的输出功率P出为5.57×105W．
    （4）每次充电需花费电费2.32元；这种电车同样行驶5km需花费然油费9.9元．

    点评 本题考查重力、功和功率、能量利用效率的计算、以及二力平衡条件的应用，考查面比较广，关键是公式及其变形的灵活运用，还要知道物体做匀速运动时牵引力等于阻力．

    练习册系列答案
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    科目：初中物理 来源： 题型：多选题

    8．如图1所示为手摇升降晾衣架示意图，绳子的尾端绕在一个固定在墙壁的旋轮上，旋转摇柄可以使晾衣架水平升降．晾衣架（含动滑轮）的质量为2kg，所挂衣服质量为6kg，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重，在晾衣架匀速上升（有衣服）的过程中，最右端绳子绕进旋轮的绳长l随时间t变化的关系如图2所示．（g取10N/kg）由此可知（　　）
    A．晾衣架匀速上升的速度为2m/s
    B．0～2s内最右端绳的拉力做的功为320J
    C．0～4s内拉力对衣服做的有用功为120J
    D．最右端绳的拉力的功率为40W

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    20．某中学初三的同学们正在分组完成“测量小灯泡的电功率”的实验．
    （1）小华用如图甲所示电路测量“2.5V”小灯泡的功率，其正常发光时的电阻约8Ω，用笔画线代替导线，完成实物连接电路．
    （2）小华完成实验记录数据如表一，在整理数据是他发现其中一个明显的错误，请指出并改正第1次实验数据电流值错误，应为0.20．
    表一
    次数灯泡两端电压U/V通过灯丝电流I/A灯泡电功率P/W灯泡发光情况
    12.001.00
    22.500.24
    33.000.28
    表二
    实验序号灯泡两端电压U/V通过灯丝电流I/A灯泡电功率P/W灯泡发光情况灯泡的额定功率P/W
    13.80.291.140正常P=$\frac{1.140+1.102+1.178}{3}$
    23.80.301.02正常
    33.80.311.178正常1.140
    （3）另一小组的小刚完成的实验数据如表二，他与小华交流时发现了表一与表二的不同，对此同学们开始了热烈的讨论：小丽认为，为达到不同的目的，两人的做法都合理；小亮认为小华的做法合理．根据所学知识你认为小华做法合理．
    （4）大家还想进一步研究实际功率与电流电压的关系，实验后，小明从实验数据中发现实际电压是额定电压一半时的电功率P1，不等于实际电流是额定电流一半时的电功率P2．小亮很奇怪，这两个实际功率不应该相等吗．为了解释这一现象，小梅没有做实验，除了相关公式，根据一条物理规律灯泡电阻会随温度升高而增大，分析也得出了小明的结论：P1大于P2（选填“大于”“小于”或“等于”）

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    17．在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4V，小灯泡额定电压为2.5V，小灯泡电阻约为10Ω． 
    （1）请你用笔画线代替导线，将图（甲）中的实验电路连接完整（要求滑片向左移动时灯泡变暗）．
    （2）小东同学连接好最后一根导线后，闭合开关，他发现无论怎样移动滑片，灯泡都很暗，且两表示数不变，出现上述故障的原因可能是：导线接在滑动变阻器的两个下端接线柱上．
    （3）故障排除后，小东同学闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某点，电压表的示数如图（乙）所示．若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中的滑片向右（选填“左”或“右”）端移动，使电压数为2.5V．
    （4）他又移动滑片，记下了几组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成（丙）所示的I-U图象，根据图象信息可以计算出小灯泡的额定功率是0.75W．
    （5）测量结束后，应断开开关，先拆除电源两端的导线，再拆除其他导线．

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    4．利用如图甲所示的实验器材，测定额定电压为6V的小灯泡的电功率，其中滑动变阻器的规格为“20Ω  1A”．请完成下列相关问题：

    （1）闭合开关后，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，则故障可能是小灯泡断路（写出一种即可）．
    （2）排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P的同时，眼睛应注视B（填序号）；
    A．小灯泡亮度   B．电压表示数    C．电流表示数     D．滑动变阻器滑片
    （3）调节滑片P至ab中点时，小灯泡恰好正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为2.4W；
    （4）本次实验所使用的学生电源的电压为10V．

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    14．张皓同学做“测定小灯泡电功率”的实验，设计的电路图如图甲所示，所选用的电压表有0～3V和0～15V两个量程，小灯泡所标示的额定电压为2.5V．

    （1）本实验中电压表应选用0～3V量程；
    （2）张皓同学按甲图连好电路如图乙所示，闭合开关前，他应将滑片P移到滑动变阻器的最左（选填
    “左”或“右”）端；
    （3）接着检查电路连接，他发现有一根导线连接错了，请你在图乙中应改动的导线上打“×”，并用笔
    画线代替导线画出正确的接法；
    （4）改正连接后，他闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表有示数，电压表示数为0，移动滑动变阻器的
    滑片P可以改变电流表的示数，那么电路的故障原因是灯泡短路；
    （5）排除故障后进行实验，他根据实验测得的数据，画出了小灯泡的电流随电压变化的图象如图丙所示，由图象可知小灯泡的额定功率是0.75W；
    （6）由步骤（5）知小灯泡的电流随电压变化的图象不是一条直线，他结合实验过程分析得知，形成这种情
    况的原因是灯泡的电阻随温度的变化而变化．

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    1．如图所示时，工人师傅常用一根足够长的透明塑料软管，里面灌入适量的水（水中无气泡），两人各持管的一端靠在墙面的不同地方，当水静止时，在与水面相平的位置做出标记．这样做利用了连通器原理，目的是保证两点在同一水平面上（或同一高度上；或同一水平线上）．

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    18．“海宝”是2010年世博会的吉祥物，其形象如图所示．小玲的  爸爸从上海给她带回一个“海宝”．经测量，她发现该“海宝”的质量为200g，体积为300cm3．已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，g=10 N/kg，则（　　）
    A．将该“海宝”浸没在水中，它受到的浮力为2 N
    B．将该“海宝”浸没在水中，放手后“海宝”将下沉
    C．将该“海宝”浸没在水中，放手后“海宝”将上浮
    D．将该“海宝”浸没在水中，放手后“海宝”将悬浮

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    19．小红同学在做“探究平镜成像”的实验时．如图将一块玻璃饭竖直架在水平台上．再取两段完全相同的蜡烛A和B．点燃玻璃板前的蜡烛A．进行观察，如图所示．在此实验中：
    （1）小红选择玻璃板代替镜子进行实验的目的是便于确定像的位置．
    （2）所用刻度尺的作用是便于测量像与物到平面镜的距离．
    （3）选取两段完全相同的蜡烛是为了比较像与物的大小关系．
    （4）移去后面的蜡烛B，并在所在位置上放一光屏．则光屏上不能接收到蜡烛烛焰的像（填．“能”或“不能”）．所以平面镜所成的像是虚（填“实”或“虚”）
    （5）小红将蜡烛逐渐远离玻璃板时，它的像不变（填“变大”、“变小”或“不变”）

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