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，它的動力系統由太陽能電池組和柴油發電機組組成。游船照明采用節能燈和LED燈。船滿載時的排水量為60t。航行中，船載能量管理系統按下表中航行速度要求自動識別并切換動力系統。船的航行速度簡稱航速，單位為“節”，用kn表示。

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

（1）游船滿載時，所受的浮力為 N；當部分游客下船后，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，它的電流與電壓關系如圖所示．當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）。若將它與一只標有“3．2V 0．3A”的LED（發光二極管）一起接到電壓為4V的電源上，要使LED正常工作，則應將它們 聯到電路中；若該電路中的電源電壓可調，則電源電壓在 范圍內變化，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 ；當游船以純電池模式航行時，動力系統的最大功率是 kW。（設船做勻速直線運動）

Answer 1

【答案】（1）6×105 ； 減小；（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小；

（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，所以根據串聯電路的分壓特點可知需要串聯一個電阻，即將LED與R串聯。根據恒流電阻R的電流、電壓關系圖象分析可知：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LED與恒流電阻串聯時，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 ；當游船以純電池模式航行時，F動=f，動力系統的最大功率P2=Fv大=f2v大=kv3，故P1/P2=V13/V23，因為在柴電模式航行時，動力系統的最大功率P1=300W，所以P2=37．5W。