2011年中考物理专题导航讲练系列――力电综合

例1．某实验小组设计了一种测定风力的装置，其原理如图14所示，质量m＝0．6kg的小球用一根轻质细金属丝OP悬于O点，AB为一根水平放置的电阻丝，其电阻随长度均匀变化，它与细金属丝始终保持良好接触且无摩擦，Ro＝10Ω为电路保护电阻，已知AB＝10cm，且单位长度电阻λ＝2Ω／cm，悬挂点O与电阻丝A端的距离为5cm。无风时细金属丝自然下垂，在A点与电阻丝接触，这时电流表示数为0.5A。有风时细金属丝将发生偏转，巳知偏转角θ与小球所受风力F满足：F＝mg*tanθ(g取10N／kg．电源电压保持不变，细金属丝的电阻忽略不计)。

求：(1)电源电压；

    (2)若风力F增大，电流表示数如何变化？请说明由;

    (3)如果将电流表盘面刻度改成风力刻度，那么在1A刻

    度处应标上多少牛？

解：（1）∵λ＝2Ω/cm    

∴R_AB＝20Ω 无风时，金属丝自然下垂在A点与电阻丝接触

      U＝IR总＝I（R₀＋R_AB）＝0.5A（10Ω＋20Ω）＝15V     

（2）若风力F增大，电流表示数变大。电源电压不变时，电阻丝连入电路的电阻变小，故电流表示数变大。

（3）∵         ∴

又∵       ∴

∴  F＝mg·tanθ＝0.6kg×10N/kg×1.5＝9N   

答：略。

例2．太阳能动力车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机驱动的一种新型机动车。有一种太阳能实验车(如图64所示为研制过程的样品)，它上面的太阳能接收板的有效面积S＝8m²，天气晴朗且接收板正对着太阳时，每平方米面积上能接收到太阳辐射的功率为P₀＝1kw，太阳能电池产生的电压为U＝120V，可供电动机正常工作的电流为I＝10A。

求：(1)电动机正常工作时的电功率是多大？太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？