苏科版物理九年级下册第十五章单元测试卷
一.选择题(共10小题)
1.下列措施中,属于利用电流热效应的是( )
A.电视机的后盖有很多孔
B.与空调器相连的导线很粗
C.电饭锅的发热板装在底部
D.电脑的主机中安装微型风扇
2.如图所示的四种家用电器中,主要利用电流热效应工作的是( )
A.电风扇 B.计算器
C.电视机 D.电饭锅
3.下列家用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A.电熨斗 B.吸尘器 C.榨汁机 D.电视机
4.发现电流磁效应的科学家是( )
A.安培 B.奥斯特 C.库仑 D.伏特
5.下列做法,可能造成触电事故的是( )
A.使用试电笔辨别火线或零线时,手接触笔尾金属体
B.切断电源后,进行电路维修
C.家用电器失火,立即用水扑灭
D.放风筝时,远离高压电线
6.人体发生触电事故,这主要是指( )
A.人体带了电荷
B.人体中有电流流过
C.人体中通过的电流超过一定值
D.人体上有电压
7.我们的学习和生活都离不开电,在日常生活中树立安全用电意识十分重要。图中的各种做法中,符合安全原则的是( )
A.在高压线附近放风筝
B.用湿布擦拭亮着的台灯
C.用湿手扳开关
D.用绝缘棒挑开通电的裸导线
8.关于安全用电,下列做法中正确的是( )
A.用湿手拨动开关
B.电线的绝缘皮破损后继续使用
C.家庭电路中必须安装保险丝或空气开关
D.带有三脚插头的洗衣机插在两孔插座上工作
9.甲、乙两只简易型电加热器(俗称“热得快”)及其铭牌如图所示,若它们的电阻不随温度的变化而改变,则下列说法中正确的是( )
A.两电加热器均正常工作时,相同时间内乙消耗的电能较多
B.两电加热器均正常工作时,甲的电阻小于乙的电阻
C.将甲接人110V的电路中,它的实际功率为550W
D.两电加热器串联后接在220V的电路中,甲的实际功率较大
10.关于电源和用电器,下列说法正确的是( )
A.LED灯将电能转化成光能
B.用蓄电池供电是将电能转化成化学能
C.电扇将机械能转化成电能
D.给充电宝充电是将化学能转化成电能
二.填空题(共5小题)
11.丹麦物理学家 发现了电流的磁效应,生产生活中的 (选填“电磁起重机”“电动机或“电饭煲)就是利用这个原理工作的。
12.雪灾期间,许多电线都包裹上了厚厚的冰,电线因无法承受冰的重力牵拉,与电线杆一起倒伏在地,损毁惊人。为了除去电线和道路上的冰雪,人们想了许多办法:比如可以给输电线通以大电流,利用电流的 效应来除冰:比如可以在道路上撤盐,利用“冰上撒盐后使冰的 降低”来除冰。
13.人体就像一部复杂的机器,包含许多物理知识。如图甲,当站在地面上的人接触裸露的火线时,人会触电,说明人体是 (选填“导体”或“绝缘体”);如图乙,当我们正确使用测电笔时,当测电笔与火线接触,虽然有电流通过人体,但人却不会触电,此时加在人体两端的电压 36V(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
14.如图所示的部分家庭电路简化图,其中导线a是 线。(选填“零”或、“火”).
15.家庭中使用电磁炉烧水时,可以发现,使用低档时烧开一壶水比使用高档时烧开一壶水所用的时间要长,这说明使用低档时 能转化为 能较慢,此时相比于高档,电能表的转盘转动得较 (选填“快”或“慢”)。
三.作图题(共2小题)
16.如图所示,根据安全用电的原则,请把电冰箱的三条线,对应连到插头上。
17.如图所示电路中,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器。当电流表示数为0.2A时,电压表示数为10V;当电流表示数为0.4A时,电压表示数为8V.请根据已知的这些数据在右边方框中作出该滑动变阻器消耗的电功率(P)随电流(I)变化的关系图象。
四.实验探究题(共2小题)
18.为避免因线路结冰而倒杆断线,提高电网对极端气候、重大自然灾害的抵御能力,国家电网公司2008年重点科技减灾防灾项目﹣﹣直流熔冰装置研制成功。该装置需要1至2万千瓦的功率,最大熔冰电流可达6000安,最长熔冰距离可达200公里。位于某电网线路上相距几十公里的A、B两地之间输电线路和处于B地的熔冰装置,如图甲和乙所示。熔冰装置上的“+”、“﹣”是两个接线端子。(进行熔冰时输电线上的高压交流电已切断)
(1)该熔冰装置熔化结冰的原理是利用电流的 效应,在熔冰过程中能量的转化是电能转化为 能;
(2)若要对A、B两地之间的“2”和“3”两根输电线同时熔冰,请你在图中以笔画线代替导线,进行切实可行的连接,实现熔冰。
19.阅读短文,回答问题。
纯电动汽车根据中汽协数据,2018年中国新能源汽车产销量已超过一百万辆,呈现出逆势上扬势头。如图是北汽新能源11月份最新上市的一款纯电动人工智能轿车EU5,补贴后售价为12﹣16万元。电池是纯电动汽车的核心,衡量电池性能的一个重要参数是能量密度,即单位质量储存的电能。EU5搭载了高性能三元锂电池,能量密度达到了150W?h/kg,电池质保8年或15万公里,理论寿命为60万公里后容量不少于原来的60%.EU5配备专利电池管理系统及超低温预热充电技术﹣﹣零下35度亦可正常启动和充电,最高续航里程更是达到了570km。EU5支持快充、慢充和普通220V插座充电。快充半小时即可将电量由30%充至80%;慢充7小时充满;若选配随车充电宝,普通220V插座就可充,25小时充满,无论哪种充电方式都需要供电系统中提供接地良好的地线,否则EU5拒绝接受充电。EU5的部分参数如下表。
整车质量 1680kg 电池容量 60kW?h
电动机最大功率 160kW 最高时速 155km/h
能量回收是电动汽车特有的功能。车辆在减速或制动时车轮的转动会带动驱动电机转动,此时驱动电机就变成了发电机,能够产生电能为汽车的动力电池充电,达到能量回收利用的效果,同时具有辅助制动功能。电动汽车具有的动能越大,制动时回收的电能也就越多。EU5的能量回收又分为1、2、3三个挡位,1、2挡属于轻度能量回收挡,当驾驶者踩刹车时便可进行能量回收。3挡为重度能量回收挡,只要驾驶者轻轻放开油门就可进行能量回收,车速低于30km/h时能量回收功能自动关闭。
(1)EU5充电时要将外壳与地线保持良好接触,否则充不了电,这是为了防止 。
(2)若按每千瓦时0.4元的居民电价计算,在最经济的情况下,EU5行驶100公里的电费成本为 元(保留一位小数)。
(3)EU5在快充时(由30%充至80%)的充电功率为 kW。
(4)关于EU5纯电动汽车,下列说法不正确的是 。
A.EU5纯电动汽车的电池质量约为500kg
B.能量回收系统可有效延长刹车片的寿命
C.能量回收系统可提高汽车的续航里程
D.快充使用的导线要比慢充粗
(5)若司机将EU5的档位设为能量回收的3档行驶,然后在速度表显示130km/h时松开油门
(不踩刹车),直至速度减为10km/h保持匀速行驶。下列关于此过程中车速随时间变化的图象中比较符合实际的是 。
五.计算题(共2小题)
20.某电视机铭牌上标有“220V 110W”字样。求:
①它正常工作时的电流I;
②该电视机正常工作10小时,电流通过它所做的功W。
21.图甲所示的地面清洁机器人,机器人在水平地面运动时,所受推力与速度关系如图乙所示,表中是其部分工作参数,求:
额定工作电压 12V 额定功率 30W
电池容量 2500mAh 工作噪声 <50dB
(1)该机器人正常工作时的电流为 A;当机器人的电池容量只剩10%时,将自动寻找充电器而停止工作,则该机器人充满电后至下一次自动充电前能够连续正常工作的最长时间为 min。
(2)该机器人所提供的水平推力为300N且匀速直线运动2s的过程中,水平推力做了多少功?
(3)该机器人在水平地面上以0.5m/s速度匀速直线运动时,水平推力的功率是多大?
2019年苏教版九下物理《第15章 电功和电热》单元测试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
1.【分析】所谓电流的热效应,即导体中通的电流时,其电流所做的功几乎全部转化为电热,即该用电器主要用于发热的。据此对下面的各个选项逐次分析即可。
【解答】解:
A、电视机的后盖有许多散热片,属于防止电热的危害,故A不符合题意;
B、空调与导线是串联的,通过的电流及通电时间相同,导线很粗,电阻很小,由焦耳定律知,当电流和通电时间相同时,电阻小的产生的热量小,导线很粗属于防止电热的危害,故B不符合题意;
C、电饭锅的发热板利用的是电流的热效应,故C符合题意;
D、电脑主机箱里的小风扇是放出电热造成的危害,属于防止电热的危害,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】理解电流的热效应,并知道生活中常见的利用电流热效应的实例,同时还应知道生活中一些减少电热危害的方法。
2.【分析】电流通过导体时电能转化成内能,把这种现象叫做电流热效应。据此分析选择。
【解答】解:
A、电风扇工作时,主要把电能转化为机械能,不是利用电流的热效应来工作的,故A错误;
B、计算器工作时,主要把电能转化为光和声音,不是利用电流的热效应,故B错误;
C、电视机工作时主要转化为声能、光能以及少部分内能,不是利用了电流的热效应,故C错误;
D、电饭锅工作时把电能转化为内能,利用了电流的热效应,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了电流的热效应的应用,分析时注意看是否把电能主要转化为内能。
3.【分析】电流的热效应就是把电能转化为内能,据此分析即可判断。
【解答】解:
A、电熨斗工作时将电能转化为内能,是利用电流热效应工作,故A符合题意;
B、吸尘器工作时将电能转化为机械能,不是利用电流热效应工作,故B不符合题意;
C、榨汁机工作时将电能转化机械能,不是利用电流热效应工作,故C不符合题意;
D、电视机工作时将电能转化为光能和声能,不是利用电流热效应工作,故D不符合题意。
故选:A。
【点评】本题主要考查学生对电流的热效应,以及电能和其它形式能的相互转化,是一道基础题。
4.【分析】发现电流的磁效应的科学家是奥斯特,结合各位科学家的物理学成就进行答题。
【解答】解:
A、安培提出了分子电流假说,研究了磁场对电流的作用力规律,故A错误;
B、1820年丹麦的物理学家奥斯特发现了电流的磁效应,即电流周围存在磁场的现象,故B正确;
C、库仑是电荷量单位,它是为纪念法国物理学家库仑而命名的,故C错误;
D、伏特是国际单位制中表示电压的基本单位,为纪念意大利物理学家亚历山德罗?伏特而命名,亚历山德罗?伏特发明的伏特电池,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查物理学史,对于物理学上重要的实验、著名科学家的贡绩要记牢,不能搞混。
5.【分析】当有一定大小的电流通过人体,就会引起人体触电,家庭电路中的触电事故,都是人体直接或间接跟火线接触造成的。
【解答】解:
A、使用测电笔时,笔尖接触要检测的导线,手接触笔尾金属体,因测电笔内串联了高值电阻,大大减小了通过人体的电流,对人起保护作用,所以不会造成触电事故。
B、进行电路维修时先切断电源,避免了人体接触到火线的可能,不会造成触电事故。
C、家用电器失火,用水扑灭时,由于水具有流动性和导电性,所以会发生触电事故。
D、高压输电线上是高压,靠近时会产生高压电弧触电;放风筝时远离高压线,不会造成触电事故。
故选:C。
【点评】本题考查了触电发生的条件及家庭电路中触电的原因,学会安全用电,加强自我保护。
6.【分析】人体是导体,当人体上加有电压时,就会有电流通过人体。当通过人体的电流很小时,人没有感知;当通过人体的电流稍大,人就会有“麻电”的感觉,当电流达到8~10mA时,人就很难摆脱电压,形成了危险的触电事故,当电流达到100mA时,在很短时间内就会使人窒息、心跳停止。所以当加在人体上的电压大到一定数值时,通过人体的电流就达到一定程度,发生触电事故。
【解答】解:通常情况下,不高于36V的电压对人是安全的,称为安全电压。当加在人体上的电压大到一定数值时,通过人体的电流就达到一定程度,发生触电事故。
故选:C。
【点评】本题考查了发生触电事故的原因,平时一定注意安全用电(不接触低压带电体、不靠近高压带电体),以避免触电事故的发生。
7.【分析】安全用电的基本原则是不接触低压带电体,不靠近高压带电体;当发生触电事故进行急救时要先切断电源;有金属外壳的用电器,其外壳一定要接地,以防止漏电事故的发生。
【解答】解:A、在高压线下放风筝,非常容易发生触电事故,不符合安全用电原则;
B、用湿布擦灯头,水是导体,人很容易触电,不符合安全用电原则;
C、因为水是导体,并且具有流动性,一旦与火线相连,人就会发生触电事故,所以C选项也不符合安全用电要求;
D、用绝缘棒挑开通电裸导线,由于绝缘帮是绝缘体,可以防止发生触电事故,符合安全用电原则。
故选:D。
【点评】本题的解题关键是了解安全用电的基本原则。
8.【分析】(1)不纯净的水是导体,水在人手和火线之间连通,会发生触电事故;
(2)电线的绝缘皮破损,人去接触时,容易造成触电事故;
(3)根据空气开关的作用分析;
(4)用电器的三脚插头能防止金属外壳漏电而触电,不能用两脚插头代替。
【解答】解:A、不纯净的水容易导电,用湿手拨动开关,会发生触电事故,故A不符合安全用电要求;
B、电线的绝缘皮破损老化时应及时更换,否则容易发生触电事故,故B不符合安全用电要求;
C、为防止因为干路电流过大引起火灾,家庭电路中必须安装保险丝或空气开关,故C符合安全用电要求;
D、把用电器的三脚插头改为两脚插头接在两孔插座上使用,这样当金属外壳漏电时,不能将电及时导向大地,易引发触电,故D不符合安全用电要求。
故选:C。
【点评】本题主要考查生活中的一些安全用电常识,应注意积累并严格遵守,牢记安全用电常识,并在生活中加以运用,有一定的现实意义。
9.【分析】(1)用电器正常工作时的功率和额定功率相等,根据W=Pt可知,用电器消耗的电能与用电器的功率和通电时间有关;
(2)用电器正常工作时的功率和额定功率相等,根据P=UI=比较两电加热器的阻值关系;
(3)根据P=UI=求出甲电加热器的电阻,再根据P=UI=求出甲接人110V的电路中时的实际功率;
(4)两电加热器串联时通过它们的电流相等,根据P=I2R比较两电加热器的实际功率关系。
【解答】解:
A.两电加热器均正常工作时的功率和额定功率相等,由图知甲的额定功率较大,根据W=Pt可知,相同时间内甲消耗的电能较多,故A错误;
B.两电加热器均正常工作时的功率和额定功率相等,根据P=UI=的变形式R=可知,甲的功率较大,其电阻较小,故B正确;
C.甲的电阻R甲===44Ω,将甲接人110V的电路中,它的实际功率P甲′===275W,故C错误;
D.两电加热器串联后接在220V的电路中时通过它们的电流相等,甲的电阻小,由P=I2R可知,甲的实际功率较小,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了电功公式和电功率公式的应用,要注意用电器正常工作时的功率和额定功率相等。
10.【分析】判断能量的转化,我们主要看它要消耗什么能量,得到什么能量,总是消耗的能量转化为得到的能。
【解答】解:
A、LED灯工作过程中消耗电能,灯能够发光,所以是将电能转化为光能。故A正确;
B、用蓄电池供电,蓄电池内部发生化学变化,得到电能,所以是化学能转化为电能。故B错误;
C、电扇工作过程中消耗电能,得到机械能,所以是将电能转化为机械能。故C错误;
D、给充电宝充电,消耗电能,充电宝电池内部发生化学变化,所以是电能转化为化学能。故D错误。
故选:A。
【点评】此题考查的是与电能有关的能量转化现象的分析,明确消耗和获得的能量是什么,是解答的关键,难度不大。
二.填空题(共5小题)
11.【分析】(1)在1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了电流周围存在着磁场;
(2)通电导体周围存在磁场,这叫做电流的磁效应。
【解答】解:
(1)奥斯特把通电直导线放在水平方向静止的小磁针上,小磁针发生偏转,说明受到磁力作用,实验表明电流周围存在磁场;
(2)通电导线周围有磁场,这就是的电流的磁效应,电磁起重机、电动机等都是利用该原理制成的;电饭煲是利用电流流过导体时发热而工作的,应用了电流的热效应。
故答案为:奥斯特;电磁起重机、电动机。
【点评】本题考查物理常识和电流的磁效应,主要考查学生对所学物理知识的灵活运用能力。
12.【分析】除冰的目的就是将许多电线包裹的冰熔化,离开导线,减小冰的重力对电线的牵拉。雪灾期间,在道路上除冰,就是将路面上的冰熔化掉,方便人们出行。
【解答】解:
为了除去电线上的冰雪可以给它加热,即给输电线通以大电流,利用电流的热效应来除冰;
除去道路上的冰雪,因不便于加热,但可以在道路上撤盐,让冰在更低的温度下熔化,利用“冰上撒盐后使冰的熔点降低”来除冰。
故答案为:热;熔点。
【点评】本题对生活中的一种雪灾现象,通过理论的计算分析进一步了解其危害,增强抢险救灾的意识。
13.【分析】容易导电的物体是导体,人体是导体;对人安全电压不高于36V;
【解答】解:生活常识告诉我们,人体是容易导电的,所以是导体,这也是人会发生触电事故的原因;
如图乙,当我们正确使用测电笔时,虽然有电流通过人体,但却不会触电,故此时加在人体的电压小于36V;
故答案为:导体;小于。
【点评】知道生活中常见的导体,并理解安全电压的数值是解决该题的关键。
14.【分析】从安全用电原则进行分析,即开关断开后,用电器不再带电。
【解答】解:为了使开关断开时,用电器不带电,所以与用电器串联的开关应该与火线相连。所以b是火线,a是零线。
故答案为:零。
【点评】开关控制哪一根导线对用电器的工作状态没有影响,控制火线的目的是为了用电安全。
15.【分析】电流做功的实质是电能转化为其它形式能的过程,用电器的功率增大,相同时间内消耗电能越多,电能表表盘转动的越快。
【解答】解:(1)电磁炉高温档的功率大于低温档的功率,烧开同一壶水时,水吸收的热量相同,低温档时电能转化为水的内能较慢,需要的时间较长;
(2)由W=Pt可知,相同时间内,电磁炉低温档消耗的电能比较高温档消耗的电能少,电能表的转盘转动得较慢。
故答案为:电;内;慢。
【点评】本题考查了电功的实质和电功公式的灵活应用,相对比较简单,属于基础题。
三.作图题(共2小题)
16.【分析】安全用电的原则是当电流过大或发生短路时能自动断开火线,使用电器周围不再与火线相连,为防止电路漏电使用电器外壳带电,发生触电事故,用电器外壳必须接地。
【解答】解:压缩机的两条线,一条接火线,一条接零线,外壳相连的一股接地线,
如图:
【点评】电饭锅内部的电路连接也要按照安全用电的原则,用电器外壳必须接地,保险丝、开关接在火线上。
17.【分析】根据电源电压和电阻R0的阻值不变,利用欧姆定律,计算出R0的阻值和电源电压的大小;
根据P=UI表示出电功率的关系式,利用描点法作出P随I变化的图象。
【解答】解:根据题意:
U1+I1R0=U1′+I2R0
代入数据得:
10V+0.2A×R0=8V+0.4A×R0
解得:R0=10Ω;
U=U1+I1R0=10V+0.2A×10Ω=12V;
滑动变阻器的电功率:
P滑=(U﹣IR0)I=﹣R0I2+UI,
当I===0.6A时,变阻器功率最大,P最大=(U﹣IR0)I=(12V﹣0.6A×10Ω)×0.6A=3.6W;
当其阻值为0,I===1.2A时,电功率为0。
由题意知,当I=0.2A时,其电功率为:P=UI=10V×0.2A=2W;
当I=0.4A时,其电功率为:P=UI=8V×0.4A=3.2W;
图象如图所示:
【点评】本题是有关电功率的公式应用问题,解决此题要熟练掌握电功率的计算公式,根据已知条件确定出电源电压和电阻R0的阻值,结合二次函数的特点确定电功率的最大值,和电功率为零时的两个电流值。
四.实验探究题(共2小题)
18.【分析】(1)要使冰熔化,则一定是使导线上的温度升高,则可知应是利用了电流的热效应,即使电能转化为内能;
(2)要使2和3两根输电线同时熔冰,应将两导线串联,接在电源两端。
【解答】解:
(1)电流具有热效应、磁效应及化学效应,而使冰熔化只需提高给冰提供热量,升高冰的内能即可,故利用电流的热效应即可使冰熔化;在熔化过程中消耗了电能升高了内能,即电能转化为了内能;
(2)要使2、3同时熔冰,则应将2、3两根导线串联接在电源两端,使两导线同时发热,如图所示:
故答案为:(1)热;内;(2)见上图。
【点评】本题考查物理知识在生活中的应用,应认真审题,明确题目中的物理情景,合理选用物理规律求解。
19.【分析】(1)金属外壳的家用电器的外壳一定要接地,这样可以避免触电事故的发生;
(2)知道电池容量和最高续航里程,结合电价就可以算出每100km需要的费用;
(3)快充半小时即可将电量由30%充至80%,根据电量的变化和充电时间,用P=就可以计算出充电功率;
(4)根据短文内容判断各选项内容的正误;
(5)EU5的能量回收又分为1、2、3三个挡位,1、2挡属于轻度能量回收挡,3挡为重度能量回收挡,由此分析车速的变化。
【解答】解:
(1)电动车的外壳有大量的金属材料,充电时需要供电系统中提供接地良好的地线,是为了防止人接触电动车而发生触电事故。
(2)根据最高续航里程更是达到了570km,电池容量60kW?h,
按每千瓦时0.4元的居民电价计算,
行驶1km需要的费用是:≈0.042元/km;
因此行驶100公里的电费成本:0.042元/km×100km=4.2元。
(3)快充半小时即可将电量由30%充至80%,
充电电能变化量:W=60kW?h×(80%﹣30%)=30kW?h,
充电时间:t=0.5h,
因此充电功率:P===60kW。
(4)A、电池的能量密度达到了150W?h/kg,即0.15kW?h/kg电池容量是60kW?h,
因此电池的质量是:m==400kg,故A错误;
B、能量回收利用的效果,同时具有辅助制动功能,因此减小了刹车片的使用,有效延长刹车片的寿命,故B正确;
C、能量回收是电动汽车特有的功能,车辆在减速或制动时车轮的转动会带动驱动电机转动,此时驱动电机就变成了发电机,能够产生电能为汽车的动力电池充电,达到能量回收利用的效果,可提高汽车的续航里程,故C正确;
D、快充时,电功率大,通过导线的电流大,因此使用的导线要比慢充粗,故D正确;
本题选择说法不正确的,故选:A。
(5)EU5的能量回收挡位,它又分为1、2、3三个挡位,只要驾驶者轻轻放开油门就可进行重度能量回收挡,当驾驶者踩刹车时进行轻度能量回收挡;
所以,速度表显示130km/h时松开油门(不踩刹车),汽车进行3档重度能量回收,此时汽车有较多的机械能转化为电能储存,汽车速度减小的较快;
此后汽车进行轻度能量回收,则汽车速度减小较慢,汽车速度减为10km/h保持匀速行驶;
由图象知B符合题意。
故答案为:(1)触电;(2)4.2;(3)60;(4)A;(5)B。
【点评】本题以新能源纯电动汽车为情景考查了安全用电、电功率公式应用等,充分体现了物理与实际生活的联系,是中考的热点。
五.计算题(共2小题)
20.【分析】(1)电视机正常工作时的功率和额定功率相等,根据P=UI求出正常工作时的电流;
(2)该电视机正常工作10小时,根据W=Pt求出电流通过它所做的功。
【解答】解:①由P=UI可得,电视机正常工作时的电流:
I===0.5A;
②该电视机正常工作10小时,电流通过它所做的功:
W=Pt=110×10﹣3kW×10h=1.1kW?h。
答:①电视机正常工作时的电流为0.5A;
②该电视机正常工作10小时,电流通过它所做的功为1.1kW?h。
【点评】本题考查了电功率公式和电功公式的灵活应用,要注意用电器正常工作时的功率和额定功率相等。
21.【分析】(1)由P=UI计算机器人正常工作时的电流;先计算电池容量计算充满电储存的能量,再由剩余电量减为电池容量的10%时,机器人会主动寻找充电器充电,由P=计算连续正常工作的最长时间;
(2)由图象可知,该机器人所提供的水平推力为300N时的速度,根据s=vt求出匀速直线运动通过的路程,根据W=Fs求出此时水平推力做的功;
(3)根据图象读出该机器人在水平地面上以0.5m/s速度匀速直线运动时推力的大小,利用P===Fv求出水平推力的功率。
【解答】解:
由机器人的部分参数表格可知,机器人额定工作电压为12V,额定功率30W,
由P=UI可得机器人正常工作时的电流:
I===2.5A;
由表格数据,充满电后机器人储存的电能:
W=UIt=12V×2.5A×3600s=108000J,
因为剩余电量减为电池容量的10%时,机器人会主动寻找充电器充电,所以提供机器人正常工作的电能为90%,
90%W=Pt′,
所以充满电后至下一次自动充电前能够连续正常工作的最长时间:
t′===3240s=54min;
(2)由图象可知,该机器人所提供的水平推力为300N时的速度v=0.6m/s,
由v=可得,匀速直线运动通过的路程:s=vt=0.6m/s×2s=1.2m,
此时水平推力做的功:W=Fs=300N×1.2m=360J;
(3)由图象可知,该机器人在水平地面上以0.5m/s速度匀速直线运动时的推力F′=150N,
由P===Fv可得,
水平推力的功率:P′=F′v′=150N×0.5m/s=75W。
答:(1)2.5;54;
(2)该机器人所提供的水平推力为300N时,匀速直线运动2s能通过1.2m的路程,此时水平推力做了360J的功;
(3)该机器人在水平地面上以0.5m/s速度匀速直线运动时,水平推力的功率是75W。
【点评】本题考查电功率公式和电能、速度公式、做功公式、功率公式的应用,从图象中读出推力和速度的对应值是关键。