31．（6分）（2018?攀枝花）“绿水青山就是金山银山”，为了保护环境，我国大力发展电动汽车车替代传统燃油汽车。表中是某种电动汽车的部分参数，假设车上只有司机一人，质量为60kg，汽车匀速行驶时所受阻力为总重力的0.04倍，电动汽车充满电后以节电模式匀速行驶20km，电池剩余容量为38kW?h．（g=10N/kg）
空车质量 轮胎与地面总接触面积 电池容量 最高时速 最大功率 最大续航里程 求：（1）电动汽车对水平地面的压强
（2）电动汽车匀速行驶20km，牵引力所做的功 （3）电动汽车电能转化为机械能的转化效率
【分析】（1）电动汽车对地面的压力等于汽车和人的总重力，根据G=mg解答，然后根据公式p=计算压强；
（2）汽车匀速行驶，牵引力与阻力相等，根据W=Fs便可计算出牵引力做的功；
（3）汽车消耗的电能等于电池容量与剩余容量之差，牵引力做的功与消耗电能之比便为电动汽车电能的转化效率。
【解答】解：（1）电动汽车对水平地面的压力为： F=G=（m1+m2）g=（1380kg+60kg）×10N/kg=1.44×104N； 电动汽车对地面的压强为： p==
=4.5×105Pa；
1380kg 320cm 42kW?h 120km/h 100kW 260km （2）电动汽车匀速行驶，所以牵引力与阻力平衡， 则电动汽车受到的牵引力为： F=f=0.04G=0.04×1.44×104N=576N； 则电动车行驶20km，牵引力做的功为： W=Fs=576N×20×103 m=1.152×107J；
（3）由表格数据可知电池容量为42kW?h，行驶20km时电池剩余容量为38kW?h
则此过程中电动汽车消耗的电能为： W总=42kW?h﹣38kW?h=4kW?h=1.44×107J， 则电动汽车电能转化为机械能的转化效率： η=
×100%=
×100%=80%。
答：（1）电动汽车对水平地面的压强为4.5×105Pa；
（2）电动汽车匀速行驶20km，牵引力所做的功为1.152×107J； （3）电动汽车电能转化为机械能的转化效率为80%。
【点评】本题是电、力的综合题目关键能够掌握力学中压强、功的计算方法，找到力和电的联系，才能正确计算转化效率。
32．（8分）（2018?攀枝花）如图所示，灯泡L上标有“6V 2.4W”字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0﹣15V．滑动变阻器的最大电阻为160Ω．只闭合S1，滑片置于某点a时，滑动变阻器接入电路中的电阻Ra=40Ω，电压表示数Ua=12V，电流表示数为Ia；只闭合S2，滑片置于某点b时，滑动变阻器接入电路中的电阻为Rb，电流表示数为Ib．已知Ia：Ib=3：4，Rb：R0=3：2（灯丝电阻不随温度变化），滑片移动过程中，灯泡电压不超过额定值，电表示数不超过量程。
求：（1）小灯泡正常发光时的电阻； （2）定值电阻R0和电源电压U；
（3）只闭合S1时，电路消耗的最小功率。
【分析】（1）根据小灯泡的额定电压和额定功率利用P=UI=
即可求电阻；
（2）只闭合S1，滑片置于某点a时，滑动变阻器接入电路中的电阻Ra=40Ω，变阻器的和电阻R0串联，根据欧姆定律列出电源的方程式并求出电流Ia；只闭合S2，滑片置于某点b时，滑动变阻器接入电路中的电阻为Rb与小灯泡L串联，电流表示数为Ib．已知Ia：Ib=3：4，Rb：R0=3：2，根据串联电路的电压特点和电源电压不变列出关于Ra和Rb的等式，结合已知Ra：R0=12：5解方程即可。
（3）只闭合S1时，滑动变阻器和定值电阻R0串联，则滑动变阻器两端的电压可以达到电压
表的最大量程15V，由此可求出滑动变阻器需要连入的最大阻值，与变阻器R的最大电阻为160Ω比较，判断出滑动变阻器能连入的最大阻值，然后即可求出电流，利用P=UI求消耗的最小功率。
【解答】解：（1）已知U额=6V，P额=2.4W，根据P=UI=
得：
灯泡电阻RL===15Ω。
（2）只闭合S1时，滑动变阻器Ra和定值电阻R0串联，电压表示数Ua=12V，已知电阻Ra=40Ω，所以根据欧姆定律得：此时电路中电流，即电流表示数为Ia=
=
=0.3A，
则根据串联电路的电压特点和欧姆定律得：U=Ua+IaR0=12V+0.3A×R0﹣﹣﹣﹣﹣① 只闭合S2，滑片置于某点b时，滑动变阻器接入电路中的电阻为Rb，小灯泡L与Rb串联，电流表示数为Ib，由题意知：Ia：Ib=3：4，则Ib=Ia=×0.3A=0.4A
则根据串联电路的电压特点和欧姆定律得：U=IbRb+IbRL=Ib（Rb+RL）=0.4A×（Rb+15Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
已知：Rb：R0=3：2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③ 则解①②③方程得：R0=20Ω，U=18V；
（3）只闭合S1时，滑动变阻器和定值电阻R0串联，要使电路消耗的功率最小，则滑动变阻器这时连入电路的阻值达到最大值设为R最大量程15V，
根据串联电路的电流特点和欧姆定律得：解得R最大=100Ω，
而变阻器R的最大电阻为160Ω，即滑动变阻器连入电路的阻值可以最大达到100Ω； 则电路中的电流最小为：I最小=
=
=0.15A，
=
，即
=
，
最大
，即此时变阻器两端的电压可以达到电压表的
消耗的最小功率P最小=UI最小=18V×0.15A=2.7W。 答：（1）小灯泡的电阻为12Ω；
（2）定值电阻R0为20Ω，电源电压为18V； （3）只闭合S1时，电路消耗的最小功率为2.7W。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活运用，关键是分析比较在电表的示数不超过量程和灯泡两端的电压不超过额定值的条件，知道二者如何才能满足这个条件。
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2018年中考物理攀枝花试题及解析
