问题 问答题

某科技小组的同学们设计制作了一个多挡位电热器模型,为了分析接入电路的电阻对电热器电功率的影响,他们将电表接入电路中,如图所示.当只闭合开关S1时,电压表和电流表的示数分别为U1和I1,电阻R3消耗的电功率为P3;当只闭合开关S2时,电压表和电流表的示数分别为U2和I2,电阻R3消耗的电功率为P3′,并测得此时R2消耗的电功率为l.6W,已知U2=2U1,P3=4P3′.电源电压、电阻保持不变.

(1)求电阻R1与R2的比值;

(2)通过拨动开关,可以使电路消耗的电功率最大,请计算电路消耗的最大电功率.

答案

(1)只闭合S1时,R1和R2串联,等效电路图如图1所示;只闭合S2时,R2和R3串联,等效电路图如图2所示.

∵P=I2R,且P3:P3′=4:1,

P3
P′3
=
I21R3
I22R3
=(
I1
I2
2=
4
1

解得:

I1
I2
=
2
1

∵I=

U
R
,且U1:U2=1:2,

U1
U2
=
I1R1
I2R2
=
I1
I2
×
R1
R2
=
2
1
×
R1
R2
=
1
2

解得:

R1
R2
=
1
4

(2)∵电源的电压不变,

I1
I2
=
R2+R3
R1+R3
=
4R1+R3
R1+R3
=
2
1

解得:R3=2R1,R2=2R3

图2中:I2=

U
R2+R3
=
U
R2+
1
2
R2
=
2U
3R2

P2=I22R2=(

2U
3R2
2×R2=
4
9
×
U2
R2
=1.6W,

U2
R2
=3.6W,

当S1、S2、S3都闭合时,R1和R2并联,此时R最小,电路的总功率最大.

∵并联电路中各支路两端的电压相等,

∴电路消耗的最大功率:

P=P1+P2′=

U2
R1
+
U2
R2
=
U2
1
4
R2
+
U2
R2
=5×
U2
R2
=5×3.6W=18W.

答:(1)电阻R1与电阻R2的比值为1:4;

(2)电路消耗总功率最大,最大为18W.

阅读理解与欣赏

挑山的男人

①他原本身体健康,有个美满的家庭。在他40岁那年,妻子忽然得了重病,尽管他竭尽全力四处举债,仍没能把妻子留住。家徒四壁,欠下一身的债,两个孩子还得上学,连债主进了他家的门,都不忍心开口。他反倒安慰人家,人不倒,债不亡,就算拼掉这身骨头,我也要把债还上。

②他把孩子托付给父母,去外面打工。他去好几个矿山背过矿,工钱本来就少得可怜,还常常被拖欠克扣。他又去了河南,在一个小煤矿井下挖煤,才干了两个月,出事了,他的左臂被缆车砸断了,只能无奈截肢。出院后,矿主叫他赶紧走人。少了一条胳膊,他连农活都干不了。他第一次给人跪下,哀求矿主让他留下,说家里两个孩子还指望我的钱交学费,求您让我干点力所能及的活,哪怕看门扫地也行。矿主只好给了他4000元钱,打发他回家。他把钱小心地分成两半,一半缝在内裤里,另一半装在包里,然后回家,没想到那个包还是给小偷划了。

③好好的人出去,回来却少了一条胳膊,一家人抱头痛哭。那条胳膊换来的2000元钱,他拿去还了债。乡亲们同情他,劝他出去乞讨,他说不行,我已经丢了一条胳膊,不能再出去丢人。

④他独自去了上海。晚上,他就睡在立交桥下,白天也不敢出去乱逛,怕被抓住收容遣送。他胆战心惊,起早贪黑到建筑工地上寻活,可人家总有理由拒绝他。万般无奈,他壮着胆子去了一次残联,残联的人瞟了他一眼,就摇头说你走吧。快一个月了,他依然流落街头,口袋里只剩下几块钱。正是盛夏酷暑,他却浑身冰凉,突然发现这个世界竟那样陌生,无论自己怎样努力总是受到伤害。他想到了死,爬上了高高的立交桥,一阵风把他吹醒,想起孩子,想起了家,他骂自己蠢,你连死都不怕,还怕活着吗?

⑤第二天,他遇到一个老乡。老乡说,咱去华山做挑夫,只要肯卖力气,拿钱实在,还自由。他二话没说,跟着老乡去了华山。第一次踏上华山险道,他背了50斤货物,才走了一小半路已经两腿灌铅,喘不过气来。他想歇不敢歇,想退无路可退,两边都是悬崖峭壁,一脚踏空就要粉身碎骨。他只能咬紧牙关,一步一步往上爬,天黑时才到山顶。

⑥半夜下了山,领到15元报酬,他想,这钱根本不是人赚的,明天赶早回去吧。可是一觉醒来,他又登上了陡峭的山路。从此,他每天早晨6点起床,带上馒头和自来水就去领货。挑夫的报酬是按重量计算的,并且根据路途远近、险峻程度有所区别,上北峰要走四个小时,每斤货物的运费是三毛钱;南峰是华山之巅,路途遥远险峻,要走七个小时,每斤四毛钱。只有劳动力价格低于缆车的运输成本,挑夫才有市场,他们根本没有谈价钱的资本。为了多赚点钱,他肩上的重量从50斤渐渐加到了100斤,这几乎是挑战极限。

⑦无法想象,他究竟要流多少汗才能换回一毛钱!可他从不认为赚得少,反而对华山充满了感激,他说是华山帮他还清了债,还供了他的两个孩子上学,让他找回了男人的尊严。儿子今年考上了大学,暑假来华山看父亲。儿子问他,山路那么高那么陡,你怎么上去的?他笑了,说一步一步往上走,不就上去了吗?儿子执意要体验一下父亲的工作,他说不行,儿子说,我年轻力壮,你能上我就能上。到底拗不过儿子,次日一早,他拿了一个20斤的西瓜,让儿子背着上华山北峰,这条道近且没有南峰那样险峻。四个小时的路程,儿子却走了一整天,天黑时才到北峰,看见父亲,儿子眼泪刷地就下来了,说:“爸,以后您少背点,要吃好点…… ”  

⑧说到这,他忽然哭了。顿了顿,他又自嘲地说,一个大男人哭得跟娘们似的,让你见笑了——哦,我得赶路了。说着他又背起了煤气罐,一只手紧紧抓住铁链,弯腰驼背,像一张拉满的弓,艰难地往上爬……

小题1:第①段中“他反倒安慰人家,人不倒,债不亡,就算拼掉这身骨头,我也要把债还上。”这句话在全文中的作用是什么?(5分)

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小题2:简析第⑧段中划线句子的表达效果。(6分)

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小题3:作品为何以“挑山的男人”为题?(6分)

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小题4:文章第7段,安排了“儿子来华山看父亲”这一情节,请探究这样写的好处。(8分)

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名词解释