【题目】如图甲所示的是安全恒温饮水机的自动控制电路.左边是一个对水加热的容器,内有密封绝缘可调的电热丝发热器和接触开关S1,只要有水浸没S1,它就会导通.Rx是一个热敏电阻,低温时呈现高电阻,达到高温时(如水的沸点)呈现低电阻.Ry是一个可变电阻,低温时RxRy,高温(水的沸点)时RxRy.中方框P内是一个逻辑门,A、B是逻辑门的输入端,Z是输出端.当A、B输入都为高电势时,Z才输出高电势.右边虚线框J内是一个继电器,当Z输出高电势时电磁线圈中有电流,S2被吸动闭合,发热器工作.该加热电路中,电的电动势为220V,内电阻为4Ω,电热丝是一根额定电流为5A、总阻值为220Ω的均匀电阻丝制成的圆环形滑动变阻器,如图乙所示.
(1)根据题意,甲图中方框P是一个__(选填“与”、“或”、“非”)逻辑门,该逻辑门输入信号由水位高低控制的输入端是__,输入信号由水温高低控制的输入端是__.(后两空选填“A”、“B”)
(2)当加热电路安全工作时,电的可能最高效率和可能最大输出功率分别是多少?
【答案】 (1)与 A B;(2)①93.2%,②1190W.
【解析】(1)由题,当A、B输入都为高电势时,Z才输出高电势,故P应是与逻辑门.本饮水机的自动加热原理:当水温较低时,Rx阻值较大,A为高电势,且有水浸没J,B也为高电势,则Z才输出高电势,电磁线圈中有电流,S被吸动闭合,发热器工作.所以该逻辑门输入信号由水位高低控制的输入端是 B,输入信号由水温高低控制的输入端是 A.
(2)①可见当电阻丝并联电阻R最大时,电可能达到的效率最高
由于 ,当R1=R﹣R1时,并联电阻达最大值Rmax= Ω=55Ω
电的效率
所以
②设电阻丝的一个支路电阻R1为允许的最小值R1min时,其电流恰达到额定电流I0=5A,这时并联电阻丝的达到允许的最大功率
由闭合电路欧姆定律,得
代入数据并整理,得R21min﹣264 R1min+8800=0
解得R1min=39.1Ω(另一解大于220Ω,不合题意,舍去)
这时并联电阻
所以电可能的最大输出功率为
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【题目】如图所示,光滑导轨MN水平放置,两根导体棒平行放于导轨上,形成一个闭合回路,当一条形磁铁从上方下落(未达导轨平面)的过程中,导体P、Q的运动情况是: ( )
A.P、Q互相靠拢
B.P、Q互相远离
C.P、Q均静止
D.因磁铁下落的极性未知,无法判断
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【题目】如图甲所示,A和B是真空中正对面积很大的平行金属板,位于两平行金属板正中间的O点有一个可以连续产生粒子的粒子源,AB间的距离为L.现在A、B之间加上电压UAB随时间变化的规律如图乙所示,粒子源在交变电压的一个周期内可以均匀产生N个相同粒子,这种粒子产生后,在电场力作用下由静止开始运动,粒子一旦碰到金属板,它就附在金属板上不再运动,且电荷量同时消失,不影响A、B板电势.已知粒子质量为,电荷量, , , ,忽略粒子重力,不考虑粒子之间的相互作用力,求:
(1)t=0时刻产生的粒子,运动到B极板所经历的时间t0;
(2)在时间内,产生的粒子不能到达B板的时间间隔;
(3)在时间内,产生的粒子能到达B板的粒子数与到达A板的粒子数之比k.
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【题目】如图所示,在倾角为30°的斜面上的P点钉有一光滑小铁钉,以P点所在水平虚线将斜面一分为二,上部光滑,下部粗糙.一绳长为3R轻绳一端系于斜面O点,另一端系一质量为m的小球,现将轻绳拉直小球从A点由静止释放,小球恰好能第一次通过圆周运动的最高点B点.已知OA与斜面底边平行,OP距离为2R,且与斜面底边垂直,则小球从A到B的运动过程中( )
A. 合外力做功mgR
B. 重力做功2mgR
C. 克服摩擦力做功mgR
D. 机械能减少mgR
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【题目】.如图所示,在a点由静止释放一个质量为m,电荷量大小的绝对值为q的带电粒子,粒子到达b点时速度恰好为零,设ab所在处的电场线竖直向下,a、b间的高度差为h,则下列说法正确的是( )
A. 带电粒子带正电
B. a、b两点间的电势差
C. b点场强大于a点场强
D. 电荷在a点电势能大于在b点电势能
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【题目】在如图所示电路中,电源电动势为E、内阻为r。开关S1、S2、S3、S4均闭合,C是水平放置的平行板电容器,板间悬浮着一油滴P,下列哪些方法会使P向上运动
A. 断开S2
B. 适当减小两板之间的距离
C. 断开S4并适当减小两板之间的距离
D. 断开S4并适当减小两板之间的正对面积
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【题目】如图所示,在一点电荷的电场中有三个等势面,与电场线的交点依次为a、b、c,它们的电势分别为12V、8V和3V,一带电粒子从一等势面上的a点由静止释放,粒子仅在电场力作用下沿直线由a点运动到c点,已知粒子经过b点时速度为v,则( )
A. 粒子一定带负电 B. 长度ab∶bc=4∶5
C. 粒子经过c点时速度为 D. 粒子经过c点时速度为
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【题目】如图所示,从同一竖直线上不同高度A、B两点处,分别以速率v1、v2同向水平抛出两个小球,P为它们运动轨迹的交点.则下列说法正确的有( )
A. 两球在P点一定具有相同的速率
B. 若同时抛出,两球不可能在P点相碰
C. 若同时抛出,落地前两球竖直方向的距离逐渐变大
D. 若同时抛出,落地前两球之间的距离逐渐变大
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【题目】如图所示,两块相同的金属板长为 L,正对着水平放置,电压U 时,一 个质量为m、电荷量为+q 的带电粒子,以水平速度从 A(上板边缘) 点射入电场,经 过一段时间后从 B 点(下板边缘最右端)射出电场,A、B 间的水平距离为 L.不计重力影响.求
(1)带电粒子从 A 点运动到 B 点经历的时间 t;
(2)A、B 问竖直方向的距离 y;
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