解题思路:(1)拉力通过的距离S=nh,滑轮组不省力是指F≥G,代入η=
W
有
W
总
即可证明;
(2)当滑片P移动到a端时,电路只有R1工作,根据P=I2R求出此时的R1消耗的功率;
当滑片P移动到b端时,R1R2串联,根据欧姆定律根据P=I2R求出此时的R1消耗的功率;
再根据当滑片P分别移动到a、b两端时,R1消耗的功率之比为9:4,求出就可R1的阻值;根据欧姆定律,可求R2两端的电压,即滑片P移动到b端时电压表的示数.
(1)因用n股绳子组成的滑轮组,所以
η=
W有
W总=[Gh/FS]=[G/nF].
当该滑轮组不省力时,即F≥G,η=[G/nF]≤[1/n];
(2)当滑片P移动到a端时,电路只有R1工作,电流表示数为0.3A,
电源电压U=0.3R1
R1消耗的功率为Pa=Ia2R1=
U2
R1 …①
当滑片P移动到b端时,R1R2串联,R2=15Ω
由欧姆定律可知Ib=
U
R总=
U
R1+R2;
此时R1消耗的功率为Pb=Ib2R1=(
U
R1+R2)2R1…②
Pa:Pb=9:4,即
U2
R1:(
U
R1+R2)2R1=9:4
解得R1=2R2=30Ω,把R1=30Ω代入①②等式可得
U=9V,Ib=0.2A
②滑片P移动到b端时,电压表测量R2的电压;
由欧姆定律可知U2=IR2=0.2A×15Ω=3V
答:(1)R1的阻值为30Ω;(2)滑片P移动到b端时电压表的示数为3V.
点评:
本题考点: 滑轮(组)的机械效率;欧姆定律的应用;电功率的计算.
考点点评: (1)要想证明滑轮组的机械效率小于1,只要把已知条件带入效率公式即可;
(2)解决问题的关键是,通过滑片移动的位置,来判断电路的情况,根据欧姆定律和电功率公式即可求出.