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(10分)山区某工地方程式时,照明电路需用导线从离工地250m处的电源引来,工地上要用一只“220V 100W”和一只“220V 200W”的灯泡来照明,所用导线的电阻为0.018Ω/m,如果电源两端的电压为220V,且保持不变,试求照明时导线上所消耗的功率和每只灯泡实际所消耗的功率。(计算时不考虑灯丝电阻的变化,数值只取整数,小数可四舍五入)
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(12分)淋浴用水的流量约为10升/分,合适的水温约为50℃,用水时间约为4分钟。电热淋浴器有两种设计,一种是淋浴时电流直接对于流动的水加热,另一种则备有水箱,待箱中的水加热至合适的温度后再淋浴。加热前的水温以20℃计。
①请根据上面提供的数据论证,第一种设计不适合大多数家庭的供电电路。
②如果水箱中的水恰好够一个人淋浴用,供电电路允许的电流最大为10A,电加热的效率为80%,这种条件下把水箱中的水加热最少需多长时间?
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(12分)如图所示是自冲水装置,柱形水箱截面积为0.2m2,箱内浮筒是圆柱形,底面积为200cm2(质量不计),出水口有厚度不计,质量为0.5kg的盖板Q,面积为50cm2,与底部用细线相连,当连线恰好被拉直时,水箱底与浮筒的底部距离为20cm,若进水管的进水量为0.54m3/h,请计算:
1.水箱中的水的深度为多少?
2.每两次放水的时间间隔为多少分钟?
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(12分)某同学在科学实践活动中,对一个电路元件A进行了探究。他将元件A与电源、开关、变阻器、电流表串联成电路,在元件A两端并联—个电压表,研究通过元件A的电流跟电压的关系,得到如下表所示的数据:
电压/伏 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
电流/安 | 0 | 0 | 2 | 4 | 6 |
(1)请在图甲中画出元件A的电流跟电压的关系图线。
(2)然后,该同学在电路中去掉变阻器、电流表、电压表,再连接一个电阻R,如图乙所示。若电源电压为5伏并保持不变,元件A消耗的功率超过4瓦时将被烧坏。
①串联电阻R至少要多大才不会烧坏电路元件A?
②在保证不致烧坏电路元件A的条件下,R值为多大时,输入给R的功率达到最大,此最大功率值为多大?
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(14分)如图所示电路,已知电源电压为U并保持不变,阻值为R0的定值电阻,滑动变阻器的最大电阻为R,变阻器的总匝数为N。则:
(1)变阻器允许通过的最大电流不得小于多少?
(2)要使变阻器滑片P移动过程中电路的电流最小变化值不大于电路电流的,则变阻器的匝数N不得小于多少?
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(10分)光电管在各种自动化装置中有很多应用,街道路灯自动控制就是其应用之一,如图所示电路为其模拟电路,其中A为光电管,B为电磁继电器,C为照明电路,D为路灯,请连成正确的电路,达到日出路灯熄、日落路灯亮的效果.
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(10分)心电图的出纸速度(指带移动的速度)是2.5cm/s,记录下的某人的心电图如下(图纸上每小格边长为1mm)则:
(1)此人的心率为多少次/分(保留两位有效数字)?
(2)若某人的心率为75次/分,每跳一次输送80mL血液,他的血压(可看作心脏压送血液的平均压强)为1.5×104Pa,据此估算此人心脏跳动做功的平均功率P。
(3)按第二问的答案估算一下,人的心脏工作一天所做的功相当于把1吨重的物体举起多高?
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(10分)塔式起重机的结构如图所示,设机架重4×105牛,平衡块重2×105牛,轨道间的距离为4米。当平衡块距离中心线1米时,右侧轨道对轮子的作用力是左侧轨道对轮子作用力的2倍。现起重机挂钩在距离中心线10米处吊起重为105牛的重物时,把平衡块调节到距离中心线6米处,此时右侧轨道对轮子的作用力为多少N?
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(10分)李老师的家离学校大约10km,为了便于上下班,他购买了一部轻便摩托车来代步,使用的燃料为93#汽油。根据表提供的数据,请回答:
(1)如果李老师上班时骑车的平均速度为36km/h,试根据表中所提供的有关信息,为李老师计算一下,他骑车从家到学校至少需花多少油费?
轻便摩托车 | 93#汽油 | ||
燃料 | 汽油 | 密度 | 0.7×103kg/m3 |
油箱容量 | 7L | 热值 | 4.5×107J/kg |
功率 | 6kW | 价格 | 4.90元/L |
(2)小洪同学学过物理以后,给李老师建议:在上述条件不变的情况下,采用加快车速缩短时间的办法,就一定可以省油费。请你根据自己掌握的知识,分析说明这种方法是否可行。
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(10分)如图所示,某一实验室内有一宽度为d的跑道,假设有一连串玩具车沿着同一直线以相同的速度v鱼贯驶过,玩具车的宽度为b,前后两车间的间距为a。某智能机器人用最小的速度沿一直线匀速安全穿过此跑道,则智能机器要穿越跑道的时间为多少?
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