为响应市*提出的“创建海绵型城市”的号召，小科设计了如图所示的市政自动排水装置模型，控制电路由电压为12V、...

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为响应市*提出的“创建海绵型城市”的号召，小科设计了如图所示的市政自动排水装置模型，控制电路由电压为12V、最大容量为6000mAh的蓄电池供电，蓄电池用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。R0为定值电阻，R为压敏电阻，压敏电阻通过杠杆ABO与圆柱形浮体相连，，压敏电阻的阻值随压力变化的关系如下表：（压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计，所用绿灯红灯及排水泵的额定电压均为220V）

(1)按照设计要求，当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为360N，通过电磁铁线圈的电流为100mA，排水泵启动；定值电阻R0的阻值为多少____？该浮体重力为10N，浮体刚好全部浸入水中时受到的浮力为多少N____？

(2)在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动。如果在其他条件保持不变的前提下，要使排水装置符合设计要求，应该将与压敏电阻相连的压板向_____（填“左”或“右”）移动；

(3)若选用额定功率为5kW的排水电动机，排水泵机械效率为80%，工作2小时能将多少kg的水抽到6米高处____？（g=10N/kg）

(4)“发电玻璃”面积为0.2m2，其光电转化率为10%，要对没有电的控制电路蓄电池充满电需要多少小时____？（太阳能辐*到每平方米地面上的平均功率按1kW计算）

【回答】

40Ω100N右6米3.6

【解析】

(1)当浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为360N，通过电磁铁线圈的电

I=100mA=0.1A

由表中数据知，此时压敏电阻的阻值R=80Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以由可得定值电阻R0的阻值

设此时连杆对A端的作用力为FA，压敏电阻对B处的作用力为FB，由杠杆的平衡条件可得

由力作用的相互*可知，A端对浮体向下的压力

由力的平衡条件可得，此时浮体受到的浮力

(2)制作压敏电阻的材料属于半导体；在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动，则控制电路的电流太小，如果在其他条件保持不变的前提下，要使排水装置符合设计要求，应减小控制电路中的电阻以增大控制电路中的电流，由表格数据可知，应增大压敏电阻受到的压力，在A端作用力和动力臂不变的情况下，由杠杆平衡条件知，将压板向右移动时，减小了阻力臂，可增大对压敏电阻的压力。

(3)由可得，排水电动机工作2h消耗的电能

电动机消耗的电能转化为水的机械能

由W=Gh=mgh可得，能抽到6m高处水的质量

(4) )蓄电池充满电时储存的电能

因发电玻璃的光电转化率为10%，所以发电玻璃接收到的太阳能

由E=PSt可得蓄电池充满电需要的时间

答：(1)定值电阻R0的阻值为40Ω；该浮体重力为10N，浮体刚好全部浸入水中时受到的浮力为100N；

(2)应将压板向右移动；

(3)工作2小时能将4.8×105kg的水抽到6米高处；

(4)要对没有电的控制电路蓄电池充满电需要3.6小时。

知识点：九年级下

题型：计算题