热门试卷

解：（1）要使时间最短，货物应一直加速，设匀加速上行的加速度为a1，则有：

μmgcosθ-mgsinθ=ma1

把sinθ==0.2，cosθ≈1代入上式得：

a1=2m/s2．

由于受最大速度vm=6m/s的限制，易知经过t1=3s后货物匀速运动．

加速位移：

l1=vm t1=9m，

此后货物还得运动：

l2=12m-9m=3m

假设此后电动机不工作，根据牛顿第二定律，有：

μmgcosθ+mgsinθ=ma2

解得：a2=6m/s2．

货物能够上滑的最大距离为：

S===3m，刚好能够到达平台，假设正确．

该货物能到达BC平台，电动机需工作的最短时间为：

tmin=t1=3s．

（2）要把货物尽快地运送到BC平台，由第（1）小题可知货物应该先加速后匀速，在加速过程中，传送带受到的摩擦力：

f1=μmgcosθ=80N

需提供的最大功率：

P1=f1vm=80×6W=480W

之后匀速运动，受到的摩擦力：

f2=mgsinθ=40N

电动机功率：

P2=f2vm=40×6W=240W

考虑到效率，电动机的输出功率不得小于Pm==600W．

（3）由上述分析可知，匀加速运动时间t1=3s，此过程电动机的输出功率为P1’=600W．

由P1′=UI1-I12r，解得I1=10A．

消耗电能：

E1=UI1 t1=120×10×3J=3600J．

匀速运动过程：

t2==0.5s

此过程电动机的输出功率为：

P2’=P2/0.80=300W．

由P2′=UI2-I22r解得：

I2=（10-5）A．

消耗电能：

E2=UI2 t2=120×（10-5）×0.5J=（600-300）J．

总消耗电能E=E1+E2=（4200-300）J=3776J．

答：（1）要使该货物能到达BC平台，电动机需工作的最短时间为3s．

（2）要把货物尽快地运送到BC平台，电动机的输出功率至少为600W．

（3）如果电动机接在输出电压为120V的恒压电源上，电动机的内阻r=6Ω，在把货物最快地运送到BC平台的过程中，电动机消耗的电能共有3776J．

解：（1）驱动电机的输入功率 P电=IU=50×300W=1.5×104W

故驱动电机的输入功率P电=1.5×104W．

（2）机械功率P机=90%P电=1.5×104×90%=1.35×104W．

匀速行驶时，牵引力等于阻力，有P机=Fv=fv

v=36km/h=10m/s，

所以f==N=1.35×103N

则汽车所受阻力与车重的比值k===0.045．

答：

（1）驱动电机的输入功率P电为1.5×104W．

（2）汽车所受阻力与车重的比值为0.045．

解：（1）当外电路的电阻等于内电阻时电源的输出功率最大，即：

解得：R=6Ω

最大功率为：

（2）变阻器两端的电压UR为：，

电功率为：P=

当R=2Ω时功率最大，最大功率为：P=

答：（1）当R为6Ω时，电源输出功率最大，最大功率是12W；

（2）当R为2Ω时，滑动变阻器功率最大，最大功率是8W．

解：线圈的热功率P热=I2R

电动机的电功率P电=UI

则电动机的机械功率P机=P电-P热=UI-I2R=220×1-12×1=219W

故答案为：219W．

解：（1）电路中的电流为I=，

电源的总功率为P=EI=10×2W=20W；

（2）电源内阻分的电压为U内=Ir=2×0.5V=1V，

电动机两端的电压为U=E-U1-U内=10-3-1V=6V，

电动机消耗的功率为P动=UI=6×2W=12W；

（3）内阻消耗的功率为P内=I2r=22×0.5W=2W，

电源输出功率为P出=P-P热=20-2W=18 W．

答：（1）电源总功率为20W；

（2）电动机消耗的电功率为12W；

（3）电源的输出功率为18W．