題型復(fù)習(xí)(五)綜合計(jì)算題題型之一力學(xué)計(jì)算類型1交通工具類(壓強(qiáng)、功、功率、效率)1太陽能汽車是靠太陽能電池提供動(dòng)力若某太陽能汽車質(zhì)量是500 kg，在平直路面上行駛速度最大可達(dá)15 m/s，行駛過程中所受的平均阻力是車重的0.02倍，一個(gè)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(shí)，(g取10 N/kg)求：(1)太陽能汽車的重力是多少；驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(qū)動(dòng)電機(jī)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(xué)，在十字路口突然有人橫穿馬路，軍軍的爸爸緊急剎車，此時(shí)車上的軍軍突然前傾摔倒，請(qǐng)用物理知識(shí)解釋這一現(xiàn)象解：(1)太陽能汽車的重力：Gmg500 kg×10 N/kg5×103 N因?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，由二力平衡得Ff0.02G5×103 N×0.02100 N(2)svt15 m/s×5×60 s4 500 m太陽能汽車克服阻力做的功：Wfs100 N×4 500 m4.5×105 J輸出功率：PFv100 N×15 m/s1.5×103 W(3)軍軍的爸爸緊急剎車時(shí)，汽車很快停止了前進(jìn)，軍軍的下半身隨車停止了運(yùn)動(dòng)，而上半身由于慣性要保持原來的狀態(tài)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，所以才會(huì)前傾摔倒2下表是某種型號(hào)自行車的主要技術(shù)參數(shù)某同學(xué)到學(xué)校的路程是6×103 m的平直路面，勻速騎車從家到學(xué)校的時(shí)間為20 min，該同學(xué)的質(zhì)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(xué)騎車上學(xué)時(shí)：自行車凈重200 N行駛過程中輪胎與地面總接觸面積1×102 m2車輪直徑0.61 m輪胎承受的最大壓強(qiáng)1.4×105 Pa(1)騎車時(shí)的速度；(2)自行車對(duì)地面的壓強(qiáng)；(3)人克服阻力做功的功率解：(1)騎車時(shí)的速度：v5 m/s(2)人的重力：G人mg40 kg×10 N/kg400N自行車對(duì)地面的壓強(qiáng)：p6×104 Pa(3)車受到的阻力：f0.02G0.02×600 N12 N人克服阻力做功的功率：Pfv12 N×5 m/s60 W3“國(guó)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(dòng)觀光車，該車質(zhì)量為400 kg.求：(1)若車上人的總質(zhì)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(shí)車輛對(duì)水平地面的壓強(qiáng)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(shí)，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(shí)接受太陽能的功率為5×103 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 kg×10 N/kg4×103 N人的重力：G人mg200 kg×10 N/kg2×103 N總重力：GG車G人4×103 N2×103 N6×103 N車輛對(duì)水平地面的壓強(qiáng)：p1.2×105 Pa(2)觀光車克服阻力做功的功率：Pfv200 N×5 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(zhǎng)的新建大橋進(jìn)行通車測(cè)試，如圖所示汽車總質(zhì)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(shí)間；(2)牽引力所做的功；(3)汽油機(jī)的效率(q汽油4.6×107 J/kg)解：(1)由v可得，所需的時(shí)間：t0.5 h(2)汽車的總重力：Gmg1.5×103 kg×10 N/kg1.5×104 N汽車受到的阻力是總重的0.08倍，即f0.08G0.08×1.5×104 N1.2×103 N因?yàn)閯蛩偻ㄟ^大橋，所以牽引力：Ff1.2×103 N牽引力所做的功：WFs1.2×103 N×5×104 m6×107 J(3)汽油完全燃燒放出的熱量：Qmq4 kg×4.6×107 J/kg1.84×108 J汽油機(jī)的效率32.6%5(2018·宜昌)近幾年來，我國(guó)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(dòng)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 kW·h，請(qǐng)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(dòng)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4.5×107 J/kg)解：(1)牽引力做的功(有用功)：W有用Fs720 N×80×103 m5.76×107 J牽引力做功的功率：PFv720 N×60× m/s1.2×104 W(2)消耗的電能：W總18 kW·h18×3.6×106 J6.48×107 J電動(dòng)車的效率：×100%88.9%(3)由得，Q放2.304×108 J由Q放mq得需要汽油的質(zhì)量：m5.12 kg類型2海上運(yùn)輸類(壓強(qiáng)、浮力、效率)6海權(quán)握，國(guó)則興，建設(shè)一支強(qiáng)大海軍是實(shí)現(xiàn)中國(guó)夢(mèng)的有力保障某次軍事演習(xí)，我國(guó)派出多艘驅(qū)逐艦進(jìn)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1.0×103 kg/m3.(g取10 N/kg)請(qǐng)解答下列問題：(1)滿載時(shí)，該船受到的浮力是多少？(2)表演時(shí)該船以18 km/h勻速行駛5 h，受到的動(dòng)力為1.2×106 N，則該船在5 h內(nèi)動(dòng)力做的功是多少？(3)軍事演習(xí)時(shí)，我國(guó)航空母艦也亮相了，當(dāng)艦載機(jī)飛離航母后，航母所受浮力將如何變化？解：(1)滿載時(shí)，該船受到的浮力：F浮G排m排g5×106 kg×10 N/kg5×107 N(2)5 h內(nèi)的路程：svt18 km/h×5 h90 km該船在5 h內(nèi)動(dòng)力做的功：WFs1.2×106 N×9×104 m1.08×1011 J(3)由于航母處于漂浮，F(xiàn)浮G，當(dāng)艦載機(jī)飛離后，航母仍漂浮，F(xiàn)浮G，由于G減小，所以所受的浮力減小7仁愛礁是我國(guó)的固有領(lǐng)土，隸屬我國(guó)海南省三沙市，中國(guó)公務(wù)船只定期在那里巡視，如圖所示是我國(guó)一艘裝備精良的現(xiàn)代化綜合公務(wù)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(qiáng)是多少？(3)該船滿載時(shí)排水量為5×106 kg，則船受到的重力和浮力各為多少？(海水密度為1.03×103 kg/m3)解：(1)航行的距離：svt20 km/h×5 h100 km(2)該聲吶探頭受到海水的壓強(qiáng)：p水gh1.03×103 kg/m3×10 N/kg×10 m1.03×105 Pa(3)船受到的浮力：F浮G排m排g5×106 kg×10 N/kg5×107 N船漂浮在水面，則重力：GF浮5×107 N8五一假期間，毛毛組織同學(xué)乘坐游艇沿江游玩，一條游艇滿載時(shí)排開水的體積是2.8 m3，游艇及艇上工作人員質(zhì)量為1.7×103 kg，若每位學(xué)生的質(zhì)量為52 kg(g取10 N/kg)求：(1)游艇滿載時(shí)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(qiáng)為多大？(3)為了保證同學(xué)安全，一條游艇最多可承載多少位學(xué)生游玩？解：(1)游艇滿載時(shí)所受的浮力：F浮水gV排1.0×103 kg/m3×10 N/kg×2.8 m32.8×104 N(2)游艇底受到水的壓強(qiáng)：p水gh1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1.8 m1.8×104 Pa(3)滿載時(shí)：GF浮2.8×104 N游艇所能承受的最大質(zhì)量：m2.8×103 kgm學(xué)生2.8×103 kg1.7×103 kg1.1×103 kg學(xué)生數(shù)n21.15所以，最多可承載21位同學(xué)9(2017·德州)圖1是一艘完全依靠太陽能驅(qū)動(dòng)的船，該船長(zhǎng)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1.6×105 W，若接收的太陽能只用來驅(qū)動(dòng)船前進(jìn)在一次航行中，從某一時(shí)刻開始，太陽能船受到水平方向的牽引力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖2甲所示，船的運(yùn)動(dòng)速度v隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖2乙所示(g取10 N/kg)求：甲乙圖1圖2(1)滿載時(shí)太陽能船受到的浮力；(2)第50 s到第100 s內(nèi)牽引力做的功；(3)第50 s到第100 s的運(yùn)動(dòng)過程中，太陽能船的效率解：(1)滿載時(shí)太陽能船受到的浮力：F浮G排m排g60×103 kg×10 N/kg6×105 N(2)第50 s到第100 s內(nèi)，由圖甲可知牽引力F8×104 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/s×50 s25 m第50 s到第100 s內(nèi)牽引力做的功：WFs8×104 N×25 m2×106 J(3)由題可知，太陽能電池板接收太陽能的功率為1.6×105 W，則第50 s到第100 s的運(yùn)動(dòng)過程中，太陽能電池板接收到的太陽能：EPt1.6×105 W×50 s8×106 J則太陽能船的效率：25%類型3簡(jiǎn)單機(jī)械類10用如圖所示滑輪組在15 s內(nèi)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(jì)繩重和摩擦力求：(1)動(dòng)滑輪的重；(2)繩子自由端拉力F的功率；(3)滑輪組的機(jī)械效率；(4)若用此滑輪組勻速吊起重為1 300 N的物體時(shí)，用該滑輪組將重物勻速提高相同的高度，該滑輪組的機(jī)械效率是多少？(結(jié)果保留一位小數(shù))解：(1)動(dòng)滑輪的重：G動(dòng)nFG物3×400 N1 000 N200 N(2)繩子自由端拉力F做的功：W總Fs400 N×3×3 m3.6×103 J功率：P240 W(3)滑輪組的機(jī)械效率：83.3%(4)拉力：F500 N則該滑輪組的機(jī)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(nèi)使重為90 N的物體勻速上升了3 m不計(jì)繩重和摩擦，求：(1)人拉繩子做功的功率；(2)滑輪組的機(jī)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(jī)械效率如何變化？解：(1)物體移動(dòng)的速度：v物0.2 m/s人拉繩子做功的功率：PFv50 N×2×0.2 m/s20 W(2)滑輪組的機(jī)械效率：90%(3)不考慮繩重和摩擦，滑輪組的機(jī)械效率：由此可知滑輪輪組的機(jī)械效率與繞線方法無關(guān)，所以機(jī)械效率不變12如圖所示，一個(gè)質(zhì)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(yùn)動(dòng)，在水平方向前進(jìn)0.5 m用時(shí)2 s，已知物塊受到的滑動(dòng)摩擦力為物重的0.1倍，(不計(jì)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(jī)械效率是多少？(3)拉力F做功的功率是多少？解：(1)滑動(dòng)摩擦力：f0.1G物0.1×60 kg×10 N/kg60 N滑輪組的有用功：W有fs60 N×0.5 m30 J(2)滑輪組的機(jī)械效率：80%(3)物體移動(dòng)的速度：v物0.25 m/s拉力F做功的功率：PFv25 N×3×0.25 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(yùn)動(dòng)10 s，整個(gè)過程中，滑輪組的機(jī)械效率為75%.求：(1)貨物A在10 s內(nèi)移動(dòng)的距離；(2)這個(gè)過程中拉力F的功率；(3)水平地面對(duì)貨物A的摩擦力大小解：(1)根據(jù)v可知貨物A在10 s內(nèi)移動(dòng)的距離：sAvAt0.1 m/s×10 s1 m(2)繩子自由端移動(dòng)的速度：v繩nvA2×0.1 m/s0.2 m/s拉力的功率：pFv繩1 000 N×0.2 m/s200 W(3)由得摩擦力：fnF2×75%×1 000 N1 500 N14在“大力士”比賽中，需要把一質(zhì)量m400 kg，邊長(zhǎng)l1 m，質(zhì)量分布均勻的立方體，利用翻滾的方法沿直線移動(dòng)一段距離，如圖所示g取10 N/kg.求：(1)立方體靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；(2)翻滾立方體時(shí)，使立方體一邊剛剛離開地面，所用最小力F的大小；(3)“大力士”用翻滾的方法使立方體沿直線移動(dòng)了10 m，用時(shí)20 s，“大力士”克服立方體重力做功的功率解：(1)立方體對(duì)地面的壓力：F壓Gmg400 kg×10 N/kg4 000 N立方體靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)：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(diǎn)為O，動(dòng)力臂應(yīng)該達(dá)到最大，OA為力臂，所施加的力應(yīng)該與力臂OA垂直且向上；OA m根據(jù)杠桿平衡條件可知：F×OAG×l最小力：F1 414 N(3)翻滾時(shí)重心升高的高度：h m m m翻滾一次克服重力做的功：WGh4 000 N×m828 J移動(dòng)10 m，要翻滾10次，所以人做的功：W總10 W10×828 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(zhì)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(cè)力計(jì)的示數(shù)為3 N，不計(jì)繩子和滑輪的重及摩擦，假設(shè)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 kg×10 N/kg8.5 N物體受到重力，浮力及繩的拉力勻速上升，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)即拉力F(GF浮)，則物體受到的浮力：F浮G2F8.5 N2×3 N2.5 N(2)由F浮水V排g得物體的體積：VV排2.5×104 m3物體的密度：物3.4×103 kg/m3(3)拉力端移動(dòng)速度：v2v物2×0.1 m/s0.2 m/s拉力做功功率：PFv3 N×0.2 m/s0.6 W16如圖，物體重100 N，圓柱形容器底面積為400 cm2，內(nèi)盛有65 cm深的水，當(dāng)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(shí)滑輪組的機(jī)械效率為80%(不計(jì)繩重和繩子與滑輪間的摩擦及水的阻力)水1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg.求：(1)物體浸沒在水中后，水對(duì)容器底增加的壓強(qiáng)；(2)物體浸沒在水中時(shí)受到的浮力；(3)若把物體完全拉出水面后滑輪組的機(jī)械效率解：(1)水對(duì)容器底增加的壓強(qiáng)p水gh1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(0.7 m0.65 m)500 Pa(2)物體排開液體的體積：V排V物Sh400×104 m2×(0.7 m0.65 m)2×103 m3則所受浮力：F浮水gV排1.0×103 kg/m3×10 N/kg×2×103 m320 N(3)浸沒時(shí)：解得G動(dòng)20 N則將物體拉出水面后滑輪組的機(jī)械效率：83.3%題型之二電學(xué)計(jì)算類型1簡(jiǎn)單純電路類(2018·曲靖)如圖所示的電路，燈L標(biāo)有3.8 V字樣，電源電壓為6 V.(1)當(dāng)S1、S2均斷開，滑片P移至最左端時(shí)，電流表的示數(shù)為0.6 A，求電阻R1的阻值【大題小做】當(dāng)S1，S2均斷開，滑片P移至最左端時(shí)，在下面虛線框內(nèi)畫出簡(jiǎn)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(diǎn)撥】電阻R1求出U1和I1分析電路結(jié)構(gòu)(畫出簡(jiǎn)化電路圖)(2)當(dāng)S2斷開，S1閉合，移動(dòng)滑片P使電流表的示數(shù)為0.38 A，燈正常發(fā)光；保持滑片不動(dòng)，S1斷開，S2閉合，電流表的示數(shù)為0.58 A，求燈的額定功率【大題小做】當(dāng)S2斷開，S1閉合，在下面甲虛線框內(nèi)畫出簡(jiǎn)化電路圖；S1斷開，S2閉合，在下面乙虛線框內(nèi)畫出簡(jiǎn)化電路圖(當(dāng)S2斷開，S1閉合，電流表測(cè)電阻R1的電流；保持滑片不動(dòng)，S1斷開，S2閉合，此時(shí)燈正常（填“正常”或“不正?！保┌l(fā)光，電流表測(cè)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 V×0.2 A0.76 W【思路點(diǎn)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(cè)量對(duì)象分析電路結(jié)構(gòu)（畫出簡(jiǎn)化電路圖）（3）當(dāng)S1、S2均斷開，移動(dòng)滑片P在a點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為Ra，滑動(dòng)變阻器的功率為 Pa；移動(dòng)滑片P在b點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為Rb，滑動(dòng)變阻器消耗的功率為Pb，且Rb4Ra， PaPb，求Ra.【大題小做】當(dāng)S1，S2均斷開，在下面虛線框內(nèi)畫出簡(jiǎn)化電路圖由Rb4Ra， PaPb求兩次電流Ia與Ib的比例關(guān)系.滑片P在a點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的功率為 PaIRa滑片P在b點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)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(diǎn)時(shí)，電路的總電阻為Ra總，滑片P在b點(diǎn)時(shí)，電路的總電阻Rb總，求兩次總電阻的比例關(guān)系.由歐姆定律I得，求Ra由得2RaR1所以RaR1×10 5 【思路點(diǎn)撥】Ra與R1，得出Pa由Ia與Ib的關(guān)系得出兩組電阻（RaR1）與（RbR1）的關(guān)系由PaPb，Rb4Ra得出Ia與Ib的關(guān)系分析電路結(jié)構(gòu)（畫出簡(jiǎn)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(biāo)有“6 V3 W”字樣，定值電阻R2的阻值為10 ，R1為滑動(dòng)變阻器.開關(guān)S1、S2都閉合時(shí)，L恰好正常發(fā)光，電流表示數(shù)為1.1 A.求：（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻；（2）S1、S2都閉合時(shí)，R1在10 min內(nèi)消耗的電能；（3）S1、S2都斷開，調(diào)節(jié)滑片使R2的電功率為R1電功率的2倍時(shí)，R2的電功率.解：（1）由P得，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻：R12 （2）開關(guān)S1、S2都閉合時(shí)，燈泡L與電阻R1并聯(lián)，此時(shí)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(cè)干路電流：IILIR則通過R1的電流，IRIIL1.1 A0.5 A0.6 AR1在10 min內(nèi)消耗的電能：WURIRt6 V×0.6 A×10×60 s2 160 J（3）開關(guān)S1、S2都斷開時(shí)，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(guān)S，兩電流表的示數(shù)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(xiàn)用電阻R0替換電阻R1、R2中的某一個(gè)，替換前后只有一個(gè)電流表的示數(shù)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(cè)干路電流，電流表A1測(cè)R1支路電流，則II1I2則通過R2的電流I2II10.5 A（3）因只有一個(gè)電流表示數(shù)發(fā)生變化，則R0替換的電阻是R2.替換前R2的功率：P2UI26 V×0.5 A3 W替換后R0的功率：P0P2±P則P03.6 W或P02.4 W當(dāng)P03.6 W時(shí)，R010 當(dāng)P02.4 W時(shí)，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(biāo)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(shí)電壓表的示數(shù)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(dòng)滑動(dòng)變阻器R的滑片，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為多大時(shí)，電路的總功率最大，這個(gè)最大的功率等于多少.解：（1）閉合S1、S2，斷開S3時(shí)，燈泡L與定值電阻R2串聯(lián)，電壓表測(cè)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(shí)，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(shí)，滑動(dòng)變阻器R與定值電阻R1串聯(lián)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0時(shí)，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(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P調(diào)至中點(diǎn)時(shí)，電流表示數(shù)為1 A，兩電壓表示數(shù)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(shù)為1 A時(shí)，電熱絲在1 min內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q.（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)至最大時(shí)，兩個(gè)電壓表示數(shù)之比為U1U256，求R2阻值和電源電壓.解：（1）由P可得：R5 產(chǎn)生的熱量：QI2Rt（1 A）2×5 ×60 s300 J（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P調(diào)至中點(diǎn)時(shí)有當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)至最大時(shí)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(diào)的直流學(xué)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(dāng)開關(guān)S接a時(shí)，電壓表的示數(shù)為1.2 V，電流表的示數(shù)為0.3 A，求定值電阻R0的阻值.（2）開關(guān)S接a時(shí)，調(diào)節(jié)電源電壓，使燈泡L1正常發(fā)光，此時(shí)R0消耗的功率為1 W，求燈泡L1的額定功率.（3）開關(guān)S接b時(shí)，通過調(diào)節(jié)電源電壓可使電路允許達(dá)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 V×0.5 A4 W（3）當(dāng)開關(guān)S接b時(shí)，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(shí)，L1正常發(fā)光，UL1額8 V，由圖象可知：當(dāng)I20.5 A時(shí)，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 V×0.5 A6 W類型2應(yīng)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(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)的電流：I風(fēng)1.82 A通過電熱風(fēng)器的電流：I熱4 A則干路電流：IILI風(fēng)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(shí)間段，整個(gè)線路只有小華家一臺(tái)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(duì)電熱水器電阻的影響.求：（1）輸電線中電流的大?。唬?）熱水器的實(shí)際電功率.解：（1）由P可知，電熱水器的電阻：R20 導(dǎo)線的電阻為：R2×2 km×0.5 /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(shí)際功率為：PI2R（10 A）2×20 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(dāng)S閉合時(shí)，10 min內(nèi)電熱器產(chǎn)生的熱量是多少？（2）當(dāng)S斷開時(shí)，R1的實(shí)際功率為39.6 W，求此時(shí)電熱器的總功率為多大？解：（1）當(dāng)S閉合時(shí)，R2被短路t10×60 s600 s電熱器產(chǎn)生的熱量：QWPt110 W×600 s6.6×104 J（2）當(dāng)S斷開時(shí)，R1和R2串聯(lián)R1正常工作時(shí)的電流：I額0.5 AR1的電阻：R1440 由PI2R，當(dāng)S斷開時(shí)，通過R1的實(shí)際電流：I0.3 A此時(shí)電熱器的總功率：P總U總I220 V×0.3 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(jī)，其電路圖如圖所示，S1為溫控開關(guān)，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(shè)電阻不變），請(qǐng)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(jī)，在加熱狀態(tài)下她觀察到電能表上的指示燈在5分鐘內(nèi)閃爍了54次，她家電能表上標(biāo)有“1 600 imp/kW·h”的字樣，此時(shí)，飲水機(jī)的實(shí)際功率和實(shí)際電壓是多少？解：（1）閉合S1，S2時(shí)，R1與R2是并聯(lián)的，電路是加熱狀態(tài)；只閉合S時(shí)，為R2的簡(jiǎn)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：WkW·h1.215×105 J加熱狀態(tài)下的實(shí)際總功率：P實(shí)405 W加熱狀態(tài)下的總電阻：R總 實(shí)際電壓：U實(shí)198 V電力轉(zhuǎn)化型10.（2017·河南）小麗設(shè)計(jì)了一個(gè)防踩踏模擬報(bào)警裝置，工作原理如圖甲所示.ABO為一水平杠桿，O為支點(diǎn)，OAOB51，當(dāng)水平踏板所受壓力增大，電壓表示數(shù)達(dá)到6 V時(shí)，報(bào)警器R0開始發(fā)出報(bào)警信號(hào).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(guān)系如圖乙所示，踏板、壓桿和杠桿的質(zhì)量均忽略不計(jì).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(dāng)踏板空載時(shí)，閉合開關(guān)，電壓表的示數(shù)為多少？（3）當(dāng)報(bào)警器開始報(bào)警時(shí)，踏板設(shè)定的最大壓力值為多少？解：（2）閉合開關(guān)時(shí)，壓力傳感器和報(bào)警器串聯(lián)，由圖乙可知當(dāng)踏板空載時(shí)，壓力傳感器的電阻R25 ，此時(shí)電路中的電流：I0.2 A由I得，報(bào)警器兩端的電壓：U0IR00.2 A×15 3 V，即電壓表示數(shù)（3）報(bào)警器R0開始發(fā)出報(bào)警信號(hào)時(shí)，U06 V，此時(shí)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(dāng)傳感器的阻值為5 時(shí)，對(duì)應(yīng)的壓力F壓8 N，根據(jù)杠桿平衡條件可得：F壓×OAF踏板×OB，即8 N×5F踏板×1，解得F踏板40 N11.（2018·呼和浩特）傳感器可以把力學(xué)物理量轉(zhuǎn)化成電學(xué)信號(hào)，然后通過相互之間的函數(shù)關(guān)系，直接引用力的大小.測(cè)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(dǎo)線（電阻大小不計(jì)），彈簧上端和滑動(dòng)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(guān)系.閉合開關(guān)S，壓力F00時(shí)，滑片P在最上端；壓力F11 N時(shí)，電流表示數(shù)為1 A，電壓示數(shù)為3 V；當(dāng)滑片P滑至最下端時(shí)，電壓表示數(shù)為7.5 V.求：（1）定值電阻R1的大??；壓力F與R2阻值之比k；（2）當(dāng)滑片P滑至最下端時(shí)，壓力F2的大小；（3）壓力F的大小與電壓表示數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系表達(dá)式.解：（1）由圖可知，R1、R2串聯(lián)，電壓表測(cè)R2兩端電壓，電流表測(cè)電路中電流，當(dāng)F11 N時(shí)，電流表示數(shù)為1 A，電壓表示數(shù)為3 V，由串聯(lián)電路特點(diǎn)可知，此時(shí)U1UU212 V3 V9 V并且I1I21 A，由歐姆定律可得，R1的阻值：R19 此時(shí)R2連入電路的阻值：R23 所以壓力F與R2阻值之比：k N/（2）當(dāng)滑片P滑至最下端時(shí)，變阻器連入阻值最大，電壓表示數(shù)7.5 V，此時(shí)電路中電流：II2I10.5 A所以R2的最大值：R2最大15 因?yàn)閴毫的大小與R2的阻值大小成正比例關(guān)系，即：FkR2所以壓力F2 N/×15 5 N（3）由FkR2有R2串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律表示電壓表示數(shù)：UVIR2·R2得：F（N）題型之三熱學(xué)綜合計(jì)算類型1燃料（新能源）熱學(xué)計(jì)算1.（2018·聊城）在“探究水沸騰時(shí)溫度變化的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中，用酒精燈給燒杯中的水加熱，燒杯中盛有20 、質(zhì)量為100 g的水，在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)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4.2×103 J/（kg·），酒精的熱值為3.0×107 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(xué)研究表明：1 g、100 的水汽化成同溫度的水蒸氣需要吸收2.26×103 J的熱量.水開始沸騰后持續(xù)觀察沸騰現(xiàn)象，同時(shí)發(fā)現(xiàn)水的質(zhì)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)為100 ，即需將水加熱至100 ，水吸收的熱量：Q吸c(diǎn)m（tt0）4.2×103 J/（kg·）×0.1 kg×（100 20 ）3.36×104 J（2）3 g酒精完全燃燒釋放的熱量：Q放mq3×103 kg×3.0×107 J/kg9×104 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2.26×103 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 g×2.26×103 J/g1.13×104 J2.如圖所示是現(xiàn)在一些城市的道路兩邊安裝的一種“風(fēng)光互補(bǔ)路燈”，它頭頂小風(fēng)扇，肩扛太陽能電池板，風(fēng)扇在風(fēng)中不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，儼然一道亮麗的風(fēng)景.它不需要挖路面埋管鋪設(shè)輸電線路，無風(fēng)有光時(shí)，通過太陽能電池板發(fā)電，有風(fēng)無光時(shí)通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電，二者皆備時(shí)同時(shí)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(duì)比，“風(fēng)光互補(bǔ)路燈”一年大約可以節(jié)省電能3.6×109 J，減少碳粉塵排放300 kg.請(qǐng)回答下列問題：（1）若煤炭的熱值為3×107 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4.2×103 J/（kg·）、大氣壓強(qiáng)為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓解：（1）根據(jù)題意可知，煤炭放出的熱量Q放3.6×109 J，根據(jù)Q放mq，所以一盞這樣的路燈每年可節(jié)約煤炭的質(zhì)量：m煤炭120 kg（2）根據(jù)題意可知，水吸收的熱量：Q吸3.6×109 J×14%5.04×108 J根據(jù)Q吸c(diǎn)m（tt0），所以可加熱到沸騰的水的質(zhì)量：m水1 500 kg類型2電熱計(jì)算3.（2018·大理祥云縣二模）如表是某儲(chǔ)水式電熱水器的銘牌.已知水的比熱容c水4.2×103 J/（kg·）.根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，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(shí)，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(shí)放出的熱量80%被水吸收，那么加熱這些水需要多長(zhǎng)的時(shí)間？型號(hào)：DXZFC40J200設(shè)計(jì)代號(hào)：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(qiáng)：0.7 MPa防水等級(jí)：IPX4解：（1）電熱水器正常工作時(shí)的電流：I9.09 A（2）水的質(zhì)量：mV1.0×103 kg/m3×40×103 m340 kgQ吸c(diǎn)mt4.2×103 J/（kg·）×40 kg×（50 20 ）5.04×106 J（3）由可得，加熱這些水需要的時(shí)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(chǔ)水箱水位探測(cè)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(chǔ)水箱水深的關(guān)系如圖丙所示.（1）熱水器正常加熱時(shí)，電熱絲電阻為多大？（結(jié)果保留一位小數(shù)）（2）陰雨天，將儲(chǔ)水箱中50 kg、30 的水加熱到50 ，正常通電要多長(zhǎng)時(shí)間？設(shè)電熱全部被水箱中的水吸收且水無熱損失，c水4.2×103 J/（kg·）（3）當(dāng)水位指示表指示儲(chǔ)水箱深為0.2 m時(shí)，探測(cè)電路中的電流多大？ 甲乙丙解：（1）因?yàn)殡娂訜釙r(shí)，P1 500 W，U220 V，所以由P得：R32.3 （2）水吸收的熱量：Qcmt4.2×103 J/（kg·）×50 kg×（50 30 ）4.2×106 J又因?yàn)閃QPt，所以t2 800 s（3）由丙圖可知，h0.2 m時(shí)，Rx150 ，則探測(cè)電路中的電流為：I0.15 A5.（2018·曲靖二模）小明媽媽買了一臺(tái)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(gè)定值電阻（表示兩個(gè)電熱絲），單刀雙擲開關(guān)S2可接a或b，該電路通過開關(guān)S1和S2的不同接法組合，實(shí)現(xiàn)“高溫?fù)酢⒅袦負(fù)?、低溫?fù)酢比N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(dāng)S1閉合，S2接b時(shí)能實(shí)現(xiàn)高溫?fù)跫訜?，?qǐng)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?fù)酢奔訜岬姆绞叫枰嗌贂r(shí)間設(shè)電熱絲發(fā)熱全部被馬桶圈吸收，馬桶圈的質(zhì)量m500 g，馬桶圈材料的比熱容c0.44×103 J/（kg·）解：（1）當(dāng)S1斷開，S2接a時(shí)，R1與R2串聯(lián)，P122 W當(dāng)S1閉合，S2接a時(shí)，只有R1接入電路，P244 W解得R11 100 ，R21 100 （2）當(dāng)S1閉合S2接b時(shí)，R1與R2并聯(lián)R總550 Px88 W即高溫?fù)跫訜幔?）馬桶圈升溫4 所需吸收的熱量：Q吸c(diǎn)mt0.44×103 J/（kg·）×0.5 kg×4 0.88×103 J不計(jì)熱量損失，則WQ吸0.88×103 J由WPt，用中溫?fù)跫訜崴钑r(shí)間：t20s6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375