題型復習(五)綜合計算題題型之一力學計算類型1交通工具類(壓強、功、功率、效率)1太陽能汽車是靠太陽能電池提供動力若某太陽能汽車質量是500 kg，在平直路面上行駛速度最大可達15 m/s，行駛過程中所受的平均阻力是車重的0.02倍，一個輪胎接觸地面的面積是50 cm2，則該汽車在平直路面上以最高速度行駛5 min時，(g取10 N/kg)求：(1)太陽能汽車的重力是多少；驅動電機提供的牽引力是多少；(2)太陽能汽車克服阻力做了多少功；驅動電機的輸出功率是多少；(3)其次軍軍的爸爸用這太陽能汽車送他上學，在十字路口突然有人橫穿馬路，軍軍的爸爸緊急剎車，此時車上的軍軍突然前傾摔倒，請用物理知識解釋這一現象解：(1)太陽能汽車的重力：Gmg500 kg10 N/kg5103 N因為勻速直線運動，由二力平衡得Ff0.02G5103 N0.02100 N(2)svt15 m/s560 s4 500 m太陽能汽車克服阻力做的功：Wfs100 N4 500 m4.5105 J輸出功率：PFv100 N15 m/s1.5103 W(3)軍軍的爸爸緊急剎車時，汽車很快停止了前進，軍軍的下半身隨車停止了運動，而上半身由于慣性要保持原來的狀態(tài)繼續(xù)向前運動，所以才會前傾摔倒2下表是某種型號自行車的主要技術參數某同學到學校的路程是6103 m的平直路面，勻速騎車從家到學校的時間為20 min，該同學的質量是40 kg，騎車過程中所受的阻力為人和車重的0.02倍(g取10 N/kg)，求該同學騎車上學時：自行車凈重200 N行駛過程中輪胎與地面總接觸面積1102 m2車輪直徑0.61 m輪胎承受的最大壓強1.4105 Pa(1)騎車時的速度；(2)自行車對地面的壓強；(3)人克服阻力做功的功率解：(1)騎車時的速度：v5 m/s(2)人的重力：G人mg40 kg10 N/kg400N自行車對地面的壓強：p6104 Pa(3)車受到的阻力：f0.02G0.02600 N12 N人克服阻力做功的功率：Pfv12 N5 m/s60 W3“國慶節(jié)”小佳一家去植物園游玩，看到如圖所示的新型太陽能電動觀光車，該車質量為400 kg.求：(1)若車上人的總質量是200 kg，車輪與地面總的接觸面積為0.05 m2，則乘客坐在觀光車上靜止時車輛對水平地面的壓強是多大；(2)觀光車以5 m/s的速度在水平路面上勻速行駛時，受到的平均阻力是200 N，則觀光車克服阻力做功的功率是多大；(3)觀光車的表面安裝有太陽能電池板，以5 m/s的速度在水平路面上勻速行駛時接受太陽能的功率為5103 W，求太陽能觀光車的效率解：(1)該車受到的重力：G車m車g400 kg10 N/kg4103 N人的重力：G人mg200 kg10 N/kg2103 N總重力：GG車G人4103 N2103 N6103 N車輛對水平地面的壓強：p1.2105 Pa(2)觀光車克服阻力做功的功率：Pfv200 N5 m/s1 000 W(3)太陽能觀光車的效率：20%4(2017福建)一輛汽車為50 km長的新建大橋進行通車測試，如圖所示汽車總質量為1.5 t，以100 km/h的速度勻速通過大橋，受到的阻力是總重的0.08倍，全程消耗了4 kg的汽油g取10 N/kg，求汽車通過大橋：(1)所需的時間；(2)牽引力所做的功；(3)汽油機的效率(q汽油4.6107 J/kg)解：(1)由v可得，所需的時間：t0.5 h(2)汽車的總重力：Gmg1.5103 kg10 N/kg1.5104 N汽車受到的阻力是總重的0.08倍，即f0.08G0.081.5104 N1.2103 N因為勻速通過大橋，所以牽引力：Ff1.2103 N牽引力所做的功：WFs1.2103 N5104 m6107 J(3)汽油完全燃燒放出的熱量：Qmq4 kg4.6107 J/kg1.84108 J汽油機的效率32.6%5(2018宜昌)近幾年來，我國大力推廣新能源汽車，2017年12月宜昌市正式發(fā)放新能源汽車牌照某款電動汽車(如圖)以60 km/h的速度勻速行駛了80 km，所受的牽引力為720 N，耗電18 kWh，請解答下列問題：(1)牽引力所做的功及功率各是多少？(2)上述行駛過程中，電動車的效率是多少？(3)有一款與它外形，重量均相同的汽油車，在相同路面上以60 km/h的速度行駛80 km，其效率為25%，需要消耗多少汽油？(q汽油4.5107 J/kg)解：(1)牽引力做的功(有用功)：W有用Fs720 N80103 m5.76107 J牽引力做功的功率：PFv720 N60 m/s1.2104 W(2)消耗的電能：W總18 kWh183.6106 J6.48107 J電動車的效率：100%88.9%(3)由得，Q放2.304108 J由Q放mq得需要汽油的質量：m5.12 kg類型2海上運輸類(壓強、浮力、效率)6海權握，國則興，建設一支強大海軍是實現中國夢的有力保障某次軍事演習，我國派出多艘驅逐艦進行軍事表演，其中一艘艦船的排水量為5 000 t，海水的密度是1.0103 kg/m3.(g取10 N/kg)請解答下列問題：(1)滿載時，該船受到的浮力是多少？(2)表演時該船以18 km/h勻速行駛5 h，受到的動力為1.2106 N，則該船在5 h內動力做的功是多少？(3)軍事演習時，我國航空母艦也亮相了，當艦載機飛離航母后，航母所受浮力將如何變化？解：(1)滿載時，該船受到的浮力：F浮G排m排g5106 kg10 N/kg5107 N(2)5 h內的路程：svt18 km/h5 h90 km該船在5 h內動力做的功：WFs1.2106 N9104 m1.081011 J(3)由于航母處于漂浮，F浮G，當艦載機飛離后，航母仍漂浮，F浮G，由于G減小，所以所受的浮力減小7仁愛礁是我國的固有領土，隸屬我國海南省三沙市，中國公務船只定期在那里巡視，如圖所示是我國一艘裝備精良的現代化綜合公務船g取10 N/kg.(1)該船以20 km/h的速度勻速航行了5 h，則航行的距離是多少？(2)若該船的聲吶探頭距海面深度為10 m，則該聲吶探頭受到海水的壓強是多少？(3)該船滿載時排水量為5106 kg，則船受到的重力和浮力各為多少？(海水密度為1.03103 kg/m3)解：(1)航行的距離：svt20 km/h5 h100 km(2)該聲吶探頭受到海水的壓強：p水gh1.03103 kg/m310 N/kg10 m1.03105 Pa(3)船受到的浮力：F浮G排m排g5106 kg10 N/kg5107 N船漂浮在水面，則重力：GF浮5107 N8五一假期間，毛毛組織同學乘坐游艇沿江游玩，一條游艇滿載時排開水的體積是2.8 m3，游艇及艇上工作人員質量為1.7103 kg，若每位學生的質量為52 kg(g取10 N/kg)求：(1)游艇滿載時所受的浮力是多少？(2)若游艇吃水深度為1.8 m，則游艇底受到水的壓強為多大？(3)為了保證同學安全，一條游艇最多可承載多少位學生游玩？解：(1)游艇滿載時所受的浮力：F浮水gV排1.0103 kg/m310 N/kg2.8 m32.8104 N(2)游艇底受到水的壓強：p水gh1.0103 kg/m310 N/kg1.8 m1.8104 Pa(3)滿載時：GF浮2.8104 N游艇所能承受的最大質量：m2.8103 kgm學生2.8103 kg1.7103 kg1.1103 kg學生數n21.15所以，最多可承載21位同學9(2017德州)圖1是一艘完全依靠太陽能驅動的船，該船長30米，寬15米，排水量60 t，船的表面安裝有太陽能電池板，接收太陽能的功率為1.6105 W，若接收的太陽能只用來驅動船前進在一次航行中，從某一時刻開始，太陽能船受到水平方向的牽引力F隨時間t的變化關系如圖2甲所示，船的運動速度v隨時間t的變化關系如圖2乙所示(g取10 N/kg)求：甲乙圖1圖2(1)滿載時太陽能船受到的浮力；(2)第50 s到第100 s內牽引力做的功；(3)第50 s到第100 s的運動過程中，太陽能船的效率解：(1)滿載時太陽能船受到的浮力：F浮G排m排g60103 kg10 N/kg6105 N(2)第50 s到第100 s內，由圖甲可知牽引力F8104 N，由圖乙可知船勻速行駛的速度v0.5 m/s由v可得，船行駛的距離：svt0.5 m/s50 s25 m第50 s到第100 s內牽引力做的功：WFs8104 N25 m2106 J(3)由題可知，太陽能電池板接收太陽能的功率為1.6105 W，則第50 s到第100 s的運動過程中，太陽能電池板接收到的太陽能：EPt1.6105 W50 s8106 J則太陽能船的效率：25%類型3簡單機械類10用如圖所示滑輪組在15 s內將重1 000 N的物體勻速提升了3 m，人所用的拉力F為400 N，不計繩重和摩擦力求：(1)動滑輪的重；(2)繩子自由端拉力F的功率；(3)滑輪組的機械效率；(4)若用此滑輪組勻速吊起重為1 300 N的物體時，用該滑輪組將重物勻速提高相同的高度，該滑輪組的機械效率是多少？(結果保留一位小數)解：(1)動滑輪的重：G動nFG物3400 N1 000 N200 N(2)繩子自由端拉力F做的功：W總Fs400 N33 m3.6103 J功率：P240 W(3)滑輪組的機械效率：83.3%(4)拉力：F500 N則該滑輪組的機械效率：86.7%11用如圖所示滑輪組提升重物人用50 N的拉力F，15 s內使重為90 N的物體勻速上升了3 m不計繩重和摩擦，求：(1)人拉繩子做功的功率；(2)滑輪組的機械效率；(3)如果用同一滑輪組只改變繞線方法，提升相同的重物，機械效率如何變化？解：(1)物體移動的速度：v物0.2 m/s人拉繩子做功的功率：PFv50 N20.2 m/s20 W(2)滑輪組的機械效率：90%(3)不考慮繩重和摩擦，滑輪組的機械效率：由此可知滑輪輪組的機械效率與繞線方法無關，所以機械效率不變12如圖所示，一個質量為60 kg的物塊，通過滑輪組在25 N拉力作用下做勻速直線運動，在水平方向前進0.5 m用時2 s，已知物塊受到的滑動摩擦力為物重的0.1倍，(不計繩重和滑輪摩擦)求：(1)該滑輪組的有用功是多少？(2)該滑輪組的機械效率是多少？(3)拉力F做功的功率是多少？解：(1)滑動摩擦力：f0.1G物0.160 kg10 N/kg60 N滑輪組的有用功：W有fs60 N0.5 m30 J(2)滑輪組的機械效率：80%(3)物體移動的速度：v物0.25 m/s拉力F做功的功率：PFv25 N30.25 m/s18.75 W13(2017郴州)利用如圖所示的滑輪組，用F1 000 N的力拉繩子自由端，貨物A以0.1 m/s的速度勻速直線運動10 s，整個過程中，滑輪組的機械效率為75%.求：(1)貨物A在10 s內移動的距離；(2)這個過程中拉力F的功率；(3)水平地面對貨物A的摩擦力大小解：(1)根據v可知貨物A在10 s內移動的距離：sAvAt0.1 m/s10 s1 m(2)繩子自由端移動的速度：v繩nvA20.1 m/s0.2 m/s拉力的功率：pFv繩1 000 N0.2 m/s200 W(3)由得摩擦力：fnF275%1 000 N1 500 N14在“大力士”比賽中，需要把一質量m400 kg，邊長l1 m，質量分布均勻的立方體，利用翻滾的方法沿直線移動一段距離，如圖所示g取10 N/kg.求：(1)立方體靜止時對水平地面的壓強；(2)翻滾立方體時，使立方體一邊剛剛離開地面，所用最小力F的大?。?3)“大力士”用翻滾的方法使立方體沿直線移動了10 m，用時20 s，“大力士”克服立方體重力做功的功率解：(1)立方體對地面的壓力：F壓Gmg400 kg10 N/kg4 000 N立方體靜止時對水平地面的壓強：p4 000 Pa(2)要想用最小的力立方體一邊剛好離開地面，由圖知，支點為O，動力臂應該達到最大，OA為力臂，所施加的力應該與力臂OA垂直且向上；OA m根據杠桿平衡條件可知：FOAGl最小力：F1 414 N(3)翻滾時重心升高的高度：h m m m翻滾一次克服重力做的功：WGh4 000 Nm828 J移動10 m，要翻滾10次，所以人做的功：W總10 W10828 J8 280 J克服立方體重力做功的功率：P414 W15(2018昆明)用如圖所示的裝置將浸沒在水中、質量為0.85 kg的物體以0.1 m/s的速度勻速提升0.2 m，彈簧測力計的示數為3 N，不計繩子和滑輪的重及摩擦，假設物體始終未露出水面(g取10 N/kg)求：(1)物體受到的浮力；(2)物體的密度；(3)拉力的功率解：(1)物體重力Gmg0.85 kg10 N/kg8.5 N物體受到重力，浮力及繩的拉力勻速上升，彈簧測力計的示數即拉力F(GF浮)，則物體受到的浮力：F浮G2F8.5 N23 N2.5 N(2)由F浮水V排g得物體的體積：VV排2.5104 m3物體的密度：物3.4103 kg/m3(3)拉力端移動速度：v2v物20.1 m/s0.2 m/s拉力做功功率：PFv3 N0.2 m/s0.6 W16如圖，物體重100 N，圓柱形容器底面積為400 cm2，內盛有65 cm深的水，當用圖中滑輪組將物體浸沒在水中后，容器中水面上升到70 cm，物體完全浸沒在水中時滑輪組的機械效率為80%(不計繩重和繩子與滑輪間的摩擦及水的阻力)水1.0103 kg/m3，g取10 N/kg.求：(1)物體浸沒在水中后，水對容器底增加的壓強；(2)物體浸沒在水中時受到的浮力；(3)若把物體完全拉出水面后滑輪組的機械效率解：(1)水對容器底增加的壓強p水gh1.0103 kg/m310 N/kg(0.7 m0.65 m)500 Pa(2)物體排開液體的體積：V排V物Sh400104 m2(0.7 m0.65 m)2103 m3則所受浮力：F浮水gV排1.0103 kg/m310 N/kg2103 m320 N(3)浸沒時：解得G動20 N則將物體拉出水面后滑輪組的機械效率：83.3%題型之二電學計算類型1簡單純電路類(2018曲靖)如圖所示的電路，燈L標有3.8 V字樣，電源電壓為6 V.(1)當S1、S2均斷開，滑片P移至最左端時，電流表的示數為0.6 A，求電阻R1的阻值【大題小做】當S1，S2均斷開，滑片P移至最左端時，在下面虛線框內畫出簡化電路圖電阻R1兩端的電壓為_6_V，通過的電流為_0.6_A.電阻R1的阻值由歐姆定律I得：R110 【思路點撥】電阻R1求出U1和I1分析電路結構(畫出簡化電路圖)(2)當S2斷開，S1閉合，移動滑片P使電流表的示數為0.38 A，燈正常發(fā)光；保持滑片不動，S1斷開，S2閉合，電流表的示數為0.58 A，求燈的額定功率【大題小做】當S2斷開，S1閉合，在下面甲虛線框內畫出簡化電路圖；S1斷開，S2閉合，在下面乙虛線框內畫出簡化電路圖(當S2斷開，S1閉合，電流表測電阻R1的電流；保持滑片不動，S1斷開，S2閉合，此時燈正常（填“正?！被颉安徽！保┌l(fā)光，電流表測電阻R1和燈L的電流.燈的額定電流ILI總IR0.58 A0.38 A0.2 A燈的額定功率PLULIL3.8 V0.2 A0.76 W【思路點撥】燈的額定功率PLULIL（UL3.8 V）燈額定電流ILI總In（并聯(lián)電路電流規(guī)律）分析電流表測量對象分析電路結構（畫出簡化電路圖）（3）當S1、S2均斷開，移動滑片P在a點時，滑動變阻器接入電路中的電阻為Ra，滑動變阻器的功率為 Pa；移動滑片P在b點時，滑動變阻器接入電路中的電阻為Rb，滑動變阻器消耗的功率為Pb，且Rb4Ra， PaPb，求Ra.【大題小做】當S1，S2均斷開，在下面虛線框內畫出簡化電路圖由Rb4Ra， PaPb求兩次電流Ia與Ib的比例關系.滑片P在a點時，滑動變阻器的功率為 PaIRa滑片P在b點時，滑動變阻器消耗的功率為PbIRbI4Ra由PaPb可得IRaI4Ra，即I4I所以Ia2Ib滑片P在a點時，電路的總電阻為Ra總，滑片P在b點時，電路的總電阻Rb總，求兩次總電阻的比例關系.由歐姆定律I得，求Ra由得2RaR1所以RaR110 5 【思路點撥】Ra與R1，得出Pa由Ia與Ib的關系得出兩組電阻（RaR1）與（RbR1）的關系由PaPb，Rb4Ra得出Ia與Ib的關系分析電路結構（畫出簡化電路圖）1.（2018大理祥云縣二模）如圖所示，電源電壓恒定，小燈泡L標有“6 V3 W”字樣，定值電阻R2的阻值為10 ，R1為滑動變阻器.開關S1、S2都閉合時，L恰好正常發(fā)光，電流表示數為1.1 A.求：（1）小燈泡正常發(fā)光時的電阻；（2）S1、S2都閉合時，R1在10 min內消耗的電能；（3）S1、S2都斷開，調節(jié)滑片使R2的電功率為R1電功率的2倍時，R2的電功率.解：（1）由P得，小燈泡正常發(fā)光時的電阻：R12 （2）開關S1、S2都閉合時，燈泡L與電阻R1并聯(lián)，此時L正常發(fā)光燈泡兩端電壓為電源電壓，ULU06 V通過燈泡L的電流：IL0.5 A電流表測干路電流：IILIR則通過R1的電流，IRIIL1.1 A0.5 A0.6 AR1在10 min內消耗的電能：WURIRt6 V0.6 A1060 s2 160 J（3）開關S1、S2都斷開時，R1、R2串聯(lián)R1的功率：P1I2R1U1IR2的功率：P2I2R2U2I2P1P2且U總U1U26 V得U22U14 VP21.6 W2.（2018曲靖二模）在如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，電阻R1的阻值為20 .閉合開關S，兩電流表的示數分別為0.8 A和0.3 A.（1）求電源電壓U；（2）求通過電阻R2的電流；（3）現用電阻R0替換電阻R1、R2中的某一個，替換前后只有一個電流表的示數發(fā)生變化，且電路的電功率變化了0.6 W，求電阻R0的阻值.解：（1）由圖可知，R1與R2并聯(lián)，R1兩端電壓等于電源電壓，則：UU1I1R120 0.3 A6 V（2）由圖可知，電流表A測干路電流，電流表A1測R1支路電流，則II1I2則通過R2的電流I2II10.5 A（3）因只有一個電流表示數發(fā)生變化，則R0替換的電阻是R2.替換前R2的功率：P2UI26 V0.5 A3 W替換后R0的功率：P0P2P則P03.6 W或P02.4 W當P03.6 W時，R010 當P02.4 W時，R015 3.（2018昆明五華區(qū)一模）如圖所示，電源電壓恒定不變，R1的阻值為12 .小燈泡L上標有“6 V3 W”字樣，小燈泡電阻不隨溫度改變.若閉合S1、S2，斷開S3，小燈泡剛好正常發(fā)光，此時電壓表的示數為3 V，求：（1）電源電壓為多少；（2）R2阻值為多大；（3）若閉合S1、S3，斷開S2，并移動滑動變阻器R的滑片，滑動變阻器接入電路的電阻為多大時，電路的總功率最大，這個最大的功率等于多少.解：（1）閉合S1、S2，斷開S3時，燈泡L與定值電阻R2串聯(lián)，電壓表測R2兩端的電壓，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，且燈泡正常發(fā)光，所以，電源電壓：UULU26 V3 V9 V（2）閉合S1、S2，斷開S3時，燈泡L與定值電阻R2串聯(lián)，且燈泡正常發(fā)光，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，由PUI可得，電路中的電流：I0.5 A由I可得，R2的阻值：R26 （3）閉合S1、S3，斷開S2時，滑動變阻器R與定值電阻R1串聯(lián)，當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時，電路中的總電阻最小，電路的總功率最大，則電路的最大功率：P6.75 W4.（2018黃石）如圖所示，當滑動變阻器滑片P調至中點時，電流表示數為1 A，兩電壓表示數之比為U1U234，已知電熱絲（6 V7.2 W）電阻恒定不變.求：（1）電熱絲R的阻值，以及電流表示數為1 A時，電熱絲在1 min內產生的熱量Q.（2）當滑動變阻器阻值調至最大時，兩個電壓表示數之比為U1U256，求R2阻值和電源電壓.解：（1）由P可得：R5 產生的熱量：QI2Rt（1 A）25 60 s300 J（2）當滑動變阻器滑片P調至中點時有當滑動變阻器阻值調至最大時有解得：R120 R210 電源電壓：UI（RR2）1 A（5 10 ）25 V5.（2018安順）在圖甲所示的電路中，已知電源為電壓可調的直流學生電源，燈泡L1的額定電壓為8 V，燈泡L2的額定電壓為6 V，圖乙是燈泡L2的UI圖象.（1）當開關S接a時，電壓表的示數為1.2 V，電流表的示數為0.3 A，求定值電阻R0的阻值.（2）開關S接a時，調節(jié)電源電壓，使燈泡L1正常發(fā)光，此時R0消耗的功率為1 W，求燈泡L1的額定功率.（3）開關S接b時，通過調節(jié)電源電壓可使電路允許達到的最大總功率是多少？甲乙解：（1）R04 （2）PI2R，I10.5 L1與R0串聯(lián)，IL1額I10.5 APL1額UL1額IL1額8 V0.5 A4 W（3）當開關S接b時，燈泡L1與L2串聯(lián)，L1的額定電流是0.5 A，由圖象可知：L2的額定電流是0.6 A，所以串聯(lián)電路中允許通過的最大電流是0.5 A，此時，L1正常發(fā)光，UL1額8 V，由圖象可知：當I20.5 A時，U24 V，電源電壓U總UL1額U28 V4 V12 V電路允許的最大功率：PU總I212 V0.5 A6 W類型2應用電路類家庭電路型6.（2018常州）如圖所示為小明家衛(wèi)生間電路的原理圖，電源電壓為220 V，照明燈的規(guī)格為“220 V40 W”（燈絲電阻不變），暖風機的規(guī)格為“220 V400 W”，電熱水器的規(guī)格為“220 V880 W”.問：（1）照明燈的電阻為多少？（2）衛(wèi)生間干路的最大工作電流為多大？解：（1）RL1 210 （2）通過燈的電流：IL0.18 A由PUI得，通過暖風機的電流：I風1.82 A通過電熱風器的電流：I熱4 A則干路電流：IILI風I熱0.18 A1.82 A4 A6 A7.（2018綿陽）小華家距離變壓器2 km，在變壓器與小華家之間的兩條輸電線，每條輸電線每千米的電阻為0.5 ，即0.5 /km，變壓器加在輸電線兩端的電壓是220 V.在某一時間段，整個線路只有小華家一臺額定電壓為220 V、額定功率為2 420 W的電熱水器工作.不考慮溫度變化對電熱水器電阻的影響.求：（1）輸電線中電流的大??；（2）熱水器的實際電功率.解：（1）由P可知，電熱水器的電阻：R20 導線的電阻為：R22 km0.5 /km2 故電路的總電阻為：R總RR20 2 22 輸電線中電流的大小為：I10 A（2）熱水器的實際功率為：PI2R（10 A）220 2 000 W8.（2018恩施）如圖為某電熱器的電路圖，R1和R2為電熱絲，其中R1的規(guī)格為“220 V110 W”且阻值不隨溫度而變化，電源電壓保持220 V恒定不變.（1）當S閉合時，10 min內電熱器產生的熱量是多少？（2）當S斷開時，R1的實際功率為39.6 W，求此時電熱器的總功率為多大？解：（1）當S閉合時，R2被短路t1060 s600 s電熱器產生的熱量：QWPt110 W600 s6.6104 J（2）當S斷開時，R1和R2串聯(lián)R1正常工作時的電流：I額0.5 AR1的電阻：R1440 由PI2R，當S斷開時，通過R1的實際電流：I0.3 A此時電熱器的總功率：P總U總I220 V0.3 A66 W9.（2018宜昌）如圖甲是小紅家里具有加熱和保溫功能的電熱飲水機，其電路圖如圖所示，S1為溫控開關，額定電壓為220 V，加熱功率為500 W，保溫功率為60 W.R1、R2均為加熱電阻絲（假設電阻不變），請解答下列問題：甲乙（1）電阻絲R1的阻值是多少？（2）某一次小紅家中只使用了飲水機，在加熱狀態(tài)下她觀察到電能表上的指示燈在5分鐘內閃爍了54次，她家電能表上標有“1 600 imp/kWh”的字樣，此時，飲水機的實際功率和實際電壓是多少？解：（1）閉合S1，S2時，R1與R2是并聯(lián)的，電路是加熱狀態(tài)；只閉合S時，為R2的簡單電路，電路是保溫狀態(tài)，R1的功率：P1PP2500 W60 W440 W由P，R1的電阻：R1110 （2）5分鐘消耗的電能：WkWh1.215105 J加熱狀態(tài)下的實際總功率：P實405 W加熱狀態(tài)下的總電阻：R總 實際電壓：U實198 V電力轉化型10.（2017河南）小麗設計了一個防踩踏模擬報警裝置，工作原理如圖甲所示.ABO為一水平杠桿，O為支點，OAOB51，當水平踏板所受壓力增大，電壓表示數達到6 V時，報警器R0開始發(fā)出報警信號.已知電路中電源電壓為8 V，R0的阻值恒為15 ，壓力傳感器R固定放置，其阻值隨所受壓力F變化的關系如圖乙所示，踏板、壓桿和杠桿的質量均忽略不計.試問：甲乙（1）由圖乙可知，壓力傳感器R的阻值隨壓力F的增大而減??；（2）當踏板空載時，閉合開關，電壓表的示數為多少？（3）當報警器開始報警時，踏板設定的最大壓力值為多少？解：（2）閉合開關時，壓力傳感器和報警器串聯(lián)，由圖乙可知當踏板空載時，壓力傳感器的電阻R25 ，此時電路中的電流：I0.2 A由I得，報警器兩端的電壓：U0IR00.2 A15 3 V，即電壓表示數（3）報警器R0開始發(fā)出報警信號時，U06 V，此時電路中的電流：I0.4 A傳感器兩端的電壓：U傳UU08 V6 V2 V傳感器的阻值：R5 ，由圖象可知當傳感器的阻值為5 時，對應的壓力F壓8 N，根據杠桿平衡條件可得：F壓OAF踏板OB，即8 N5F踏板1，解得F踏板40 N11.（2018呼和浩特）傳感器可以把力學物理量轉化成電學信號，然后通過相互之間的函數關系，直接引用力的大小.測量壓力大小的壓力傳感器，工作原理如圖所示，其中M、N均為絕緣材料，M、N間有可收縮的導線（電阻大小不計），彈簧上端和滑動變阻器R2的滑片P固定在一起，電源電壓恒為12 V，已知壓力F的大小與R2的阻值大小成正比例關系.閉合開關S，壓力F00時，滑片P在最上端；壓力F11 N時，電流表示數為1 A，電壓示數為3 V；當滑片P滑至最下端時，電壓表示數為7.5 V.求：（1）定值電阻R1的大小；壓力F與R2阻值之比k；（2）當滑片P滑至最下端時，壓力F2的大??；（3）壓力F的大小與電壓表示數之間的函數關系表達式.解：（1）由圖可知，R1、R2串聯(lián)，電壓表測R2兩端電壓，電流表測電路中電流，當F11 N時，電流表示數為1 A，電壓表示數為3 V，由串聯(lián)電路特點可知，此時U1UU212 V3 V9 V并且I1I21 A，由歐姆定律可得，R1的阻值：R19 此時R2連入電路的阻值：R23 所以壓力F與R2阻值之比：k N/（2）當滑片P滑至最下端時，變阻器連入阻值最大，電壓表示數7.5 V，此時電路中電流：II2I10.5 A所以R2的最大值：R2最大15 因為壓力F的大小與R2的阻值大小成正比例關系，即：FkR2所以壓力F2 N/15 5 N（3）由FkR2有R2串聯(lián)電路特點和歐姆定律表示電壓表示數：UVIR2R2得：F（N）題型之三熱學綜合計算類型1燃料（新能源）熱學計算1.（2018聊城）在“探究水沸騰時溫度變化的特點”實驗中，用酒精燈給燒杯中的水加熱，燒杯中盛有20 、質量為100 g的水，在一個標準大氣壓下加熱至沸騰，假如完全燃燒酒精3 g.水的比熱容為4.2103 J/（kg），酒精的熱值為3.0107 J/kg求：（1）水吸收的熱量是多少？（2）此過程中酒精燈燒水的熱效率.（3）科學研究表明：1 g、100 的水汽化成同溫度的水蒸氣需要吸收2.26103 J的熱量.水開始沸騰后持續(xù)觀察沸騰現象，同時發(fā)現水的質量減少了5 g，求此過程水汽化成水蒸氣所吸收的熱量.解：（1）一個標準大氣壓下水的沸點為100 ，即需將水加熱至100 ，水吸收的熱量：Q吸cm（tt0）4.2103 J/（kg）0.1 kg（100 20 ）3.36104 J（2）3 g酒精完全燃燒釋放的熱量：Q放mq3103 kg3.0107 J/kg9104 J酒精燈燒水的熱效率：37.3%（3）1 g、100 的水汽化成同溫度的水蒸氣需要吸收2.26103 J的熱量，則5 g、100 的水汽化成同溫度的水蒸氣需要吸收的熱量：Q5 g2.26103 J/g1.13104 J2.如圖所示是現在一些城市的道路兩邊安裝的一種“風光互補路燈”，它頭頂小風扇，肩扛太陽能電池板，風扇在風中不停地轉動，儼然一道亮麗的風景.它不需要挖路面埋管鋪設輸電線路，無風有光時，通過太陽能電池板發(fā)電，有風無光時通過風力發(fā)電機發(fā)電，二者皆備時同時發(fā)電，并可日夜為蓄電池充電.以一桿傳統(tǒng)的路燈和該新穎路燈對比，“風光互補路燈”一年大約可以節(jié)省電能3.6109 J，減少碳粉塵排放300 kg.請回答下列問題：（1）若煤炭的熱值為3107 J/kg，一盞這樣的路燈每年可節(jié)約煤炭多少千克？（2）若每年節(jié)約的能量有14%被水吸收，可將多少千克的水由20 加熱到沸騰？水的比熱容為4.2103 J/（kg）、大氣壓強為標準大氣壓解：（1）根據題意可知，煤炭放出的熱量Q放3.6109 J，根據Q放mq，所以一盞這樣的路燈每年可節(jié)約煤炭的質量：m煤炭120 kg（2）根據題意可知，水吸收的熱量：Q吸3.6109 J14%5.04108 J根據Q吸cm（tt0），所以可加熱到沸騰的水的質量：m水1 500 kg類型2電熱計算3.（2018大理祥云縣二模）如表是某儲水式電熱水器的銘牌.已知水的比熱容c水4.2103 J/（kg）.根據表中的數據，求：（1）電熱水器正常工作的電流是多大？（2）電熱水器里的水剛好是額定容量時，把這些水從20 加熱到50 ，水吸收的熱量是多大？（3）在（2）問情況下，電熱水器正常工作時放出的熱量80%被水吸收，那么加熱這些水需要多長的時間？型號：DXZFC40J200設計代號：CI額定容量：40 L額定功率：2 000 W額定電壓：220 V額定頻率：50 Hz額定壓強：0.7 MPa防水等級：IPX4解：（1）電熱水器正常工作時的電流：I9.09 A（2）水的質量：mV1.0103 kg/m340103 m340 kgQ吸cmt4.2103 J/（kg）40 kg（50 20 ）5.04106 J（3）由可得，加熱這些水需要的時間：t3 150 s4.（2018云南玉溪市二模）圖甲所示是我市某家用電輔熱式平板太陽能熱水器，其電加熱的額定功率為1 500 W，圖乙是其儲水箱水位探測電路原理圖，其中電源電壓為24 V，A為水位指示表（由量程為00.6 A電流表改成），R0阻值為10 ，R1為壓敏電阻，其阻值與儲水箱水深的關系如圖丙所示.（1）熱水器正常加熱時，電熱絲電阻為多大？（結果保留一位小數）（2）陰雨天，將儲水箱中50 kg、30 的水加熱到50 ，正常通電要多長時間？設電熱全部被水箱中的水吸收且水無熱損失，c水4.2103 J/（kg）（3）當水位指示表指示儲水箱深為0.2 m時，探測電路中的電流多大？ 甲乙丙解：（1）因為電加熱時，P1 500 W，U220 V，所以由P得：R32.3 （2）水吸收的熱量：Qcmt4.2103 J/（kg）50 kg（50 30 ）4.2106 J又因為WQPt，所以t2 800 s（3）由丙圖可知，h0.2 m時，Rx150 ，則探測電路中的電流為：I0.15 A5.（2018曲靖二模）小明媽媽買了一臺家用智能電熱馬桶蓋（如圖甲），圖乙是馬桶蓋的加熱電路圖，R1和R2是兩個定值電阻（表示兩個電熱絲），單刀雙擲開關S2可接a或b，該電路通過開關S1和S2的不同接法組合，實現“高溫擋、中溫擋、低溫擋”三種加熱功能（見下表）：S1斷開斷開閉合閉合S2接b接a接a接b功率P00P122 WP244 WPx甲乙（1）求R1和R2的阻值；（2）由圖乙可知，當S1閉合，S2接b時能實現高溫擋加熱，請求出表中“Px”的大?。唬?）如果小明想讓馬桶圈的溫度升高4 ，則用“中溫擋”加熱的方式需要多少時間設電熱絲發(fā)熱全部被馬桶圈吸收，馬桶圈的質量m500 g，馬桶圈材料的比熱容c0.44103 J/（kg）解：（1）當S1斷開，S2接a時，R1與R2串聯(lián)，P122 W當S1閉合，S2接a時，只有R1接入電路，P244 W解得R11 100 ，R21 100 （2）當S1閉合S2接b時，R1與R2并聯(lián)R總550 Px88 W即高溫擋加熱（3）馬桶圈升溫4 所需吸收的熱量：Q吸cmt0.44103 J/（kg）0.5 kg4 0.88103 J不計熱量損失，則WQ吸0.88103 J由WPt，用中溫擋加熱所需時間：t20s