如图19所示的电路中,电源两端电压保持不变。只闭合开关S1,当滑动变阻器的滑片P位于A点时,电压表Vl的示数U1为10V,电压表V2的示数U2为8V,电路中的电流为I1,电阻R1与此时滑动变阻器消耗的电功率P1为4W;当滑动变阻器的滑片P位于B点时,
电压表Vl的示数U1’
,电压表V2的示数为U2’,电流表
示数为I2,电阻R1与此时滑动变阻器消耗的电功率P2为2.5W,且电压U1 :U1’= 2:1求:
(1)电流I1与I2的比值;
(2)电源两端的电压U;
(3) 当开关S1 、S2都闭合,滑动变阻器的滑片P位于最左端时,电路的电功率P3。
(6分)
图20是某科技小组设计的滑轮组模型装置。滑轮组由电动机提供动力,在实验室中小明和他的同学进行了如下实验:在底面积为300cm2的圆柱形玻璃筒中倒入一定量的液体,铝块A完全浸没在液体中匀速竖直上升的过程中,滑轮组的机械效率为η1;铝块A全部露出液面后匀速竖直上升的过程中,滑轮组的机械效率为η2。已知铝块A的质量为2.7kg,铝块A离开液面前后,液体对容器底部的压强变化了400Pa,η1与η2之比为5:6,细绳的质量、滑轮与轴的摩擦、液体对铝块A的阻力均忽略不计,铝的密度为2.7×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1) 铝块露出液面前电动机所提供的拉力F1;
(2) 离开液面后如果铝块A以0.1m/s的速度匀速上升时,电动机所提供的拉力F2的功率。(7分)