Question

【題目】閱讀短文，回答問題．

如圖所示是一艘智能太陽能混合動力游船，它的動力系統(tǒng)由太陽能電池組和柴油發(fā)電機組組成。游船照明采用節(jié)能燈和LED燈。船滿載時的排水量為60t。航行中，船載能量管理系統(tǒng)按下表中航行速度要求自動識別并切換動力系統(tǒng)。船的航行速度簡稱航速，單位為“節(jié)”，用kn表示。

航速/kn	供電模式	動力系統(tǒng)	最大功率/kW
0～4	純電池	太陽能電池組
4～8	柴 電	柴油發(fā)電機	300

（1）游船滿載時，所受的浮力為 N；當(dāng)部分游客下船后，船底受到水的壓強將 （增大/減小/不變）。

（2）船上照明電路中用到了恒流電阻，它的電流與電壓關(guān)系如圖所示．當(dāng)恒流電阻兩端的電壓由0V增大到4V的過程中，它的電阻 （不變/減小/增大）。若將它與一只標(biāo)有“3．2V 0．3A”的LED（發(fā)光二極管）一起接到電壓為4V的電源上，要使LED正常工作，則應(yīng)將它們 聯(lián)到電路中；若該電路中的電源電壓可調(diào)，則電源電壓在 范圍內(nèi)變化，它們都能正常工作。

（3）已知船航行時，所受的阻力與航速的平方成正比。若在柴電和純電池供電模式下，游船以最大航速航行時所受的阻力分別為f1、f2，則f1與f2的比值是 ；當(dāng)游船以純電池模式航行時，動力系統(tǒng)的最大功率是 kW。（設(shè)船做勻速直線運動）

Answer 1

【答案】（1）6×105 ； 減�。唬�2）增大；串；3．2～7．2；（3）4∶1；37．5

【解析】

試題分析：（1）船漂浮時受到的浮力等于自身的重力，即F浮 =G=6×104 kg×10N/kg=6×105N；當(dāng)部分游客下船后，船體會上浮一些，即船底浸入水的深度減小，所以船底受到水的壓強將減��；

（2）因為電壓為4V的電源給LED供電，大于LED正常工作時的電壓3．2V，所以根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點可知需要串聯(lián)一個電阻，即將LED與R串聯(lián)。根據(jù)恒流電阻R的電流、電壓關(guān)系圖象分析可知：恒流電阻兩端的電壓在0～4V時，在電壓增大的過程中通過恒流電阻的電流不變，根據(jù)歐姆定律可知，阻值變大；因為LED正常工作時的電壓3．2V，所以電源電壓最小不能低于3．2V；而當(dāng)LED與恒流電阻串聯(lián)時，恒流電阻兩端的電壓最大為4V是能保持電路中的電流為0．3A不變，所以這時電源電壓最大為3．2V+4V=7．2V。由此分析：電源電壓在3．2V～7．2V范圍內(nèi)變化，LED都能正常工作。

（3）因為船航行時，所受的阻力與航速的平方成正比，即f=kv2，當(dāng)柴電和純電池供電模式下，游船以最大航速航行時，v1=8km/h，v2=4km/h，故f1與f2的比值是4∶1 ；當(dāng)游船以純電池模式航行時，F動=f，動力系統(tǒng)的最大功率P2=Fv大=f2v大=kv3，故P1/P2=V13/V23，因為在柴電模式航行時，動力系統(tǒng)的最大功率P1=300W，所以P2=37．5W。