践行者初中物理电学典题详解第961题


解析:(1)由题意可知:工作电路有两种工作模式:一是低功率的柔光模式,二是大功率的亮光模式,又L与L0规格相同,且由P=U²/R可知,低功率模式应为L与L0串联,而大功率模式应为L0的简单电路;
由乙图可知:当压力F增大时,压敏电阻减小,又由甲图可知:R与R1串联,所以控制电路中的电流I会增大,电磁铁的磁性增强,当通过电磁铁的电流等于或大于临界值时,衔铁会被电磁铁吸引而转换触点,即由左端转换到右端,恰好工作电路由柔光模式转化成亮光模式,所以L应接在A点处。
另外从安全的角度考虑,工作电路的光控开关应接在火线上,所以工作导线D端应接在火线上。

(2)由题意可知:
①控制电路的电源电压U=4.5V,
②R1=55Ω,③F≥300N;
由乙图可知:当Fmin=300N时,Rmax=70Ω,
则Imin=U/(R1+Rmax)
=4.5V/(55+70)Ω=0.036A,
即该感应装置中电磁铁的电流临界值是0.036A;
当保持电磁铁电流临界值不变,要想让重力更小的人经过感应区时路灯变亮,只需减小滑动变阻器R1接入的阻值即可。这是因为重力更小的人,压力更小,由图乙可知,R则更大,如果保持电磁铁电流临界值不变,根据I=U/(R1+R)可知,可减小滑动变阻器R1接入的阻值即可。
(3)处于柔光状态工作时,由上分析可知:
①L0与L串联,
②两灯规格相同,
且UL额=220V,PL额=100W,
③不考虑灯丝电阻变化,
④柔光模式下工作30天,
工作总时长t=8h×30×3600s=
=8.64×10⁵s,
则柔光模式下电路总功率
P柔=PL额/2=100W/2=50W,
又P亮=100W,
则30天节省的电能W=(P亮-P柔)t
=(100-50)W×8.64×10⁵s,
=4.32×10⁷J。
(4)由题意可知:
①G=200N,②s=MN=20m,
③竖直的灯杆与路面夹角为60°,
④f=0.05G=10N,
⑤F方向始终与倾斜路面平行,
由数学知识可知,斜面的倾角θ=30⁰,
斜面M处的高度h=s/2=20m/2=10m,
则:W有=Gh=200N×10m=2000J,
W额=fs=10N×20m=200J,
F做的功W总=W有+W额
=2000J+200J=2200J。

答案(1)A; D。(2)感应装置中电磁铁的电流临界值是0.036A;保持电磁铁电流临界值不变,要想让重力更小的人经过感应区时路灯变亮,减小滑动变阻器R1接入的阻值。(3)改造后这个路灯在六月份(30天)节约的电能4.32 × 10⁷J。(4)工人师傅将材料车从M点匀速推至N点的过程中推力F做的功是2200J。
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