Question

【题目】阅读短文，回答问题．

如图所示是一艘智能太阳能混合动力游船，它的动力系统由太阳能电池组和柴油发电机组组成。游船照明采用节能灯和LED灯。船满载时的排水量为60t。航行中，船载能量管理系统按下表中航行速度要求自动识别并切换动力系统。船的航行速度简称航速，单位为“节”，用kn表示。

航速/kn	供电模式	动力系统	最大功率/kW
0～4	纯电池	太阳能电池组
4～8	柴 电	柴油发电机	300

（1）游船满载时，所受的浮力为 N；当部分游客下船后，船底受到水的压强将 （增大/减小/不变）。

（2）船上照明电路中用到了恒流电阻，它的电流与电压关系如图所示．当恒流电阻两端的电压由0V增大到4V的过程中，它的电阻 （不变/减小/增大）。若将它与一只标有“3．2V 0．3A”的LED（发光二极管）一起接到电压为4V的电源上，要使LED正常工作，则应将它们 联到电路中；若该电路中的电源电压可调，则电源电压在 范围内变化，它们都能正常工作。

（3）已知船航行时，所受的阻力与航速的平方成正比。若在柴电和纯电池供电模式下，游船以最大航速航行时所受的阻力分别为f1、f2，则f1与f2的比值是 ；当游船以纯电池模式航行时，动力系统的最大功率是 kW。（设船做匀速直线运动）

Answer 1

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

【解析】

试题分析：（1）船漂浮时受到的浮力等于自身的重力，即F浮 =G=6×104 kg×10N/kg=6×105N；当部分游客下船后，船体会上浮一些，即船底浸入水的深度减小，所以船底受到水的压强将减小；

（2）因为电压为4V的电源给LED供电，大于LED正常工作时的电压3．2V，所以根据串联电路的分压特点可知需要串联一个电阻，即将LED与R串联。根据恒流电阻R的电流、电压关系图象分析可知：恒流电阻两端的电压在0～4V时，在电压增大的过程中通过恒流电阻的电流不变，根据欧姆定律可知，阻值变大；因为LED正常工作时的电压3．2V，所以电源电压最小不能低于3．2V；而当LED与恒流电阻串联时，恒流电阻两端的电压最大为4V是能保持电路中的电流为0．3A不变，所以这时电源电压最大为3．2V+4V=7．2V。由此分析：电源电压在3．2V～7．2V范围内变化，LED都能正常工作。

（3）因为船航行时，所受的阻力与航速的平方成正比，即f=kv2，当柴电和纯电池供电模式下，游船以最大航速航行时，v1=8km/h，v2=4km/h，故f1与f2的比值是4∶1 ；当游船以纯电池模式航行时，F动=f，动力系统的最大功率P2=Fv大=f2v大=kv3，故P1/P2=V13/V23，因为在柴电模式航行时，动力系统的最大功率P1=300W，所以P2=37．5W。