（廣西專用）2019中考物理一輪新優(yōu)化 專題七 綜合計(jì)算題練習(xí).doc

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專題七 綜合計(jì)算題練習(xí) 類型1　力學(xué)綜合計(jì)算 1．如圖是一款新研發(fā)的機(jī)器人．若機(jī)器人重為15 N，與地面的接觸面積是110－3 m2,牽引力大小是10 N、機(jī)器人在水平地面上沿直線行走10 m，用時(shí)100 s．求： (1)機(jī)器人行走的平均速度． (2)機(jī)器人牽引力做的功． (3)機(jī)器人靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)． 解：(1)機(jī)器人行走的平均速度： v＝＝＝0.1 m/s． (2)機(jī)器人牽引力做的功： W＝Fs＝10 N 10 m＝100 J． (3)機(jī)器人靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓力： F＝G＝15 N，受力面積S＝1 10－3 m2， 對(duì)水平地面的壓強(qiáng)： p＝＝＝1.5104 Pa． 2．騎行是青少年最喜愛的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目之一．如圖所示是小明的山地車及相關(guān)數(shù)據(jù)．某次騎行，小明沿著平直的公路勻速行駛3 km，耗時(shí)10 min，求： (1)停放時(shí)，山地車對(duì)水平地面的壓強(qiáng)． (2)若在該路段騎行時(shí)受到的平均阻力為20 N，小明騎行時(shí)的功率. 車架材料 碳纖維 車架材料體積V/cm3 2 500 整車質(zhì)量m/kg 10 車與地面接觸總面積S/cm2 8 解：(1)停放時(shí)，山地車對(duì)水平地面的壓力F＝G＝mg＝10 kg 10 N/kg＝100 N， 山地車對(duì)水平地面的壓強(qiáng)p＝＝＝1.25 105 Pa． (2)小明騎行時(shí)克服阻力所做的功W＝Fs＝20 N3103 m＝6 104 J， 功率P＝＝＝100 W． 3．如圖所示，叉車在10 s內(nèi)將質(zhì)量為2 t的平桂大理石沿豎直方向勻速提升了1 m，發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功是5104 J，求： (1)大理石在10 s內(nèi)被提升的平均速度是多少m/s? (2)叉車的支持力對(duì)大理石做的功是多少J? (3)叉車提升大理石的功率是多少W? (4)叉車提升大理石的機(jī)械效率是多少？ 解：(1)大理石在10 s內(nèi)被提升的平均速度： v＝＝＝0.1 m/s． (2)大理石的重力： G＝mg＝2103 kg10 N/kg＝2 104 N， 因?yàn)椴孳噷?duì)大理石的支持力與大理石的重力是一對(duì)平衡力，所以叉車的支持力F＝G＝2 104 N， 則叉車的支持力對(duì)大理石做的功： W＝Fs＝2104 N 1 m＝2 104 J． (3)叉車提升大理石的功率： P＝＝＝2103 W． (4)叉車提升大理石的機(jī)械效率： η＝100%＝100%＝40%． 4．如圖所示，實(shí)心立方體A、B，A的邊長為10 cm，B的體積是A的，把A掛在彈簧測(cè)力計(jì)下浸入裝滿水時(shí)深度為20 cm的溢水杯中，當(dāng)A的一半浸入水中時(shí)溢出水的質(zhì)量剛好等于B的質(zhì)量，當(dāng)A浸沒時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)等于A的重力的，求： (1)A浸沒時(shí)水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)． (2)A浸沒時(shí)所受浮力的大?。? (3)A和B的密度之比． 解：(1)水深20 cm，即h＝0.2 m，則水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)： p＝ρgh＝1.0 103 kg/m3 10 N/kg 0.2 m＝2 103 Pa． (2)A浸沒時(shí)立方體A排開水的體積： VA排＝VA＝(10 cm)3＝1 000 cm3＝1 10－3 m3， 根據(jù)阿基米德原理可知A受到的浮力： F?。溅阉甮V排＝1.0 103 kg/m3 10 N/kg 1 10－3 m3＝10 N． (3)已知當(dāng)A的一半浸入水中時(shí)溢出水的質(zhì)量剛好等于B的質(zhì)量，則：mB＝m排′＝ρ水VA排′＝ρ水VA＝1.0 103 kg/m3 1 10－3 m3＝0.5 kg， 當(dāng)A浸沒時(shí)，已知彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F＝GA， 根據(jù)稱重法可得：F浮＝GA－F， 即：F?。紾A－GA＝GA， 所以，GA＝2F?。? 10 N＝20 N， 則A的質(zhì)量：mA＝＝＝2 kg， 已知VB＝VA，則＝， 則＝＝ ＝ ＝． 5．用細(xì)線豎直拉著一長方體物塊，將物塊從盛水的燒杯上方緩慢下降直至完全浸沒水中，物塊下降過程中，所受拉力F隨下降高度h的變化關(guān)系如圖所示，求： (1)物塊的重力． (2)物塊受到的最大浮力． (3)當(dāng)物塊剛好完全浸沒時(shí)，物塊下表面受到水的壓強(qiáng)． 解：(1)由圖像可知，當(dāng)h＝0時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為10 N，此時(shí)物塊處于空氣中，根據(jù)二力平衡條件可知，物塊的重力：G＝F拉＝10 N． (2)由于物體完全浸沒后排開水的體積不再改變，受到的浮力不再改變，則物塊受到的最大浮力：F浮＝G－F＝10 N－4 N＝6 N． (3)物塊剛浸沒時(shí)下表面距水面的距離： h＝7 cm－3 cm＝4 cm＝0.04 m， 物塊下表面受到水的壓強(qiáng)：p＝ρ水gh＝1.0 103 kg/m3 10 N/kg 0.04 m＝400 Pa． 6．小熊在課外實(shí)踐活動(dòng)中，用如圖甲所示的滑輪組勻速拉動(dòng)放在樹下一水平面上的不同物體，物體受到的摩擦力從100 N開始逐漸增加，每次物體被拉動(dòng)的距離均為1 m．根據(jù)測(cè)量結(jié)果畫出了該滑輪組機(jī)械效率與物體受到摩擦力大小變化的關(guān)系圖像，如圖乙所示．若不計(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦，求： (1)由圖乙可知，當(dāng)物體受到的摩擦力為100 N時(shí)，滑輪組機(jī)械效率是多大？ (2)當(dāng)滑輪組的機(jī)械效率為75%，物體以0.1 m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，該滑輪組的有用功率是多大？ (3)當(dāng)物體與地面的摩擦力為1 500 N時(shí)，體重為500 N的小熊豎直向下拉繩，還能用此滑輪組拉動(dòng)物體嗎？用計(jì)算結(jié)果說明． 解：(1)由圖乙可知，當(dāng)物體受到的摩擦力為100 N時(shí)，滑輪組機(jī)械效率是50%． (2)當(dāng)f1＝100 N時(shí)，η1＝50%，通過滑輪組拉動(dòng)水平面上的物體，則有用功：W有用1＝f1s， 由題知，不計(jì)繩重及繩與滑輪間的摩擦，則額外功：W額外＝G動(dòng)s， 則總功：W總1＝W有用1＋W額外＝f1s＋G動(dòng)s， 所以，η1＝100%＝100%＝100%＝100%＝50%，解得動(dòng)滑輪重：G動(dòng)＝100 N； 當(dāng)η2＝75%時(shí)，不計(jì)繩重及繩與滑輪間的摩擦，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率： η2＝100%＝100%＝100%＝100%＝75%， 解得此時(shí)的摩擦力：f2＝300 N； 則滑輪組的有用功率： P有＝＝＝f2v＝300 N 0.1 m/s＝30 W． (3)由圖可知，n＝3，不計(jì)繩重及繩與滑輪間的摩擦，當(dāng)f3＝1 500 N時(shí)，拉動(dòng)物體需要的拉力： F3＝(f3＋G動(dòng))＝(1 500 N＋100 N)≈533 N，小熊的重力為500 N，根據(jù)力的作用是相互的，所以小熊給繩子的最大拉力等于其重力為500 N，小于533 N，故不能用此滑輪組拉動(dòng)物體． 7．如圖所示是打撈物體的模擬裝置．現(xiàn)用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)鋼絲繩自由端以0.5 m/s的速度勻速拉動(dòng)滑輪組，經(jīng)過5 min將體積為0.1 m3的物體由海底提升到海面，物體離開海面后鋼絲繩自由端的速度變?yōu)?.49 m/s，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出功率比物體在海水中時(shí)增大了12%(不計(jì)物體的高度、繩重和摩擦，ρ物＝7.6103 kg/m3，g取10 N/kg，ρ海水取1.0103 kg/m3)．求： (1)物體浸沒在海水中受到的浮力． (2)物體在海底時(shí)的深度． (3)物體在海底時(shí)受到海水的壓強(qiáng)． (4)物體在海面下勻速上升過程中，該滑輪組的機(jī)械效率(不計(jì)動(dòng)滑輪體積) 解：(1)物體浸沒在海水中時(shí)，排開海水的體積：V排＝V＝0.1 m3， 則物體浸沒在海水中受到的浮力； F?。溅押Ｋ甮V排＝1.0103 kg/m310 N/kg 0.1 m3＝1 000 N． (2)由圖知，n＝5，物體升高的速度： v物＝v＝ 0.5 m/s＝0.1 m/s， 由題意可得，物體在海底時(shí)的深度： h＝v物t＝0.1 m/s 5 60 s＝30 m． (3)物體在海底時(shí)受到海水的壓強(qiáng)： p＝ρ海水gh＝1.0 103 kg/m3 10 N/kg 30 m＝3 105 Pa． (4)物體的重力： G＝mg＝ρ物gV＝7.6103 kg/m3 10 N/kg 0.1 m3＝7 600 N， 設(shè)物體在水中時(shí)電動(dòng)機(jī)的功率為P1，鋼絲繩自由端的拉力為F1，繩自由端的速度v1＝0.5 m/s， 則P1＝F1v1＝F1 0.5 m/s； 物體在離開水面后電動(dòng)機(jī)的功率為P2，鋼絲繩自由端的拉力為F2，繩自由端的速度v2＝0.49 m/s， 則P2＝F2v2＝F2 0.49 m/s； 由題知，物體在離開水面后電動(dòng)機(jī)的功率比物體在海水中時(shí)增大了12%， 即：P2＝P1(1＋12%)， 代入數(shù)據(jù)可得： F2 0.49 m/s＝F1 0.5 m/s(1＋12%)， 解得：F2＝F1， 由圖知，n＝5，不計(jì)繩重和摩擦，兩次的拉力分別為 F1＝(G－F?。獹輪)，F(xiàn)2＝(G＋G輪)， 可得： (G＋G輪)＝(G－F浮＋G輪)， 解得：G輪＝8F?。璆＝81 000 N－7 600 N＝400 N， 物體在海面下勻速上升過程中，動(dòng)滑輪對(duì)物體的拉力G－F浮所做的功為有用功，不計(jì)繩重和摩擦，克服動(dòng)滑輪重力做的功為額外功，此過程中該滑輪組的機(jī)械效率： η＝100%＝100%＝ 100%≈94.3%． 8．如圖是利用電子秤監(jiān)控水庫水位的模擬裝置，由長方體A和B、滑輪組、輕質(zhì)杠桿CD、電子秤等組成．杠桿始終在水平位置平衡．已知OC∶OD＝1∶2，A的體積為0.02 m3，A重為400 N，B重為150 N，動(dòng)滑輪重100 N，不計(jì)繩重與摩擦(ρ水＝1.0103 kg/m3)．求： (1)A的密度． (2)單獨(dú)使用該滑輪組在空氣中勻速提升A時(shí)的機(jī)械效率． (3)水位上漲到A的上表面時(shí)，A受到的浮力． (4)水位上漲過程中，電子秤所受的最大壓力． 解：(1)根據(jù)G＝mg可得：長方體A的質(zhì)量， m＝＝＝40 kg， 長方體A的密度ρ＝＝＝2 103 kg/m3． (2)單獨(dú)使用該滑輪組在空氣中勻速提升A時(shí)，n＝3，根據(jù)η＝ 100%可得： 機(jī)械效率η＝ 100%＝ 100%＝ 100%＝ 100%＝80%． (3)當(dāng)水位上漲到A的上表面時(shí)，因?yàn)锳浸沒在水中，所以V排＝VA，根據(jù)F浮＝ρ液gV排可得： A受到的浮力：F?。溅阉甮V排＝1.0 103 kg/m3 10 N/kg 0.02 m3＝200 N． (4)水位上漲過程中，因?yàn)橐箅娮映铀艿淖畲髩毫Γ碅浸沒水中，受到的浮力最大，F(xiàn)?。?00 N，n＝3，根據(jù)力的平衡條件有：FC＝＝＝100 N， 根據(jù)相互作用力大小相等可知，A對(duì)C端的拉力與C對(duì)A物體的拉力大小相等，所以作用在杠桿C端的力等于FC，因?yàn)楦軛U始終在水平位置平衡，O為支點(diǎn)， 根據(jù)F1L1＝F2L2可得：FC L1＝FDL2， 100 N OC＝OD FD FD＝＝＝50 N． 因?yàn)锽物體受力平衡，所以電子秤受到B物體對(duì)它的最大壓力：F壓＝FN＝GB－FD＝150 N－50 N＝100 N． 類型2　電學(xué)綜合計(jì)算 1．在如圖所示電路中，小燈泡上僅看見“2.5 V”字樣，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為20 Ω，當(dāng)閉合開關(guān)S，且將滑片P移至最左端時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，電流表的示數(shù)為0.5 A(設(shè)燈絲電阻不變)．求： (1)電源電壓． (2)小燈泡的燈絲電阻． (3)將滑片移至變阻器的最右端時(shí)，電路消耗的總功率． 解：(1)當(dāng)閉合開關(guān)S，且將滑片P移至最左端時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，小燈泡兩端電壓等于電源電壓．則電源電壓：U＝2.5 V． (2)燈絲電阻：RL＝＝＝5 Ω． (3)當(dāng)滑片P移至最右端時(shí)，變阻器接入電路的阻值為20 Ω，電路的總電阻： R總＝R＋RL＝20Ω＋5Ω＝25Ω， 電路消耗的總功率：P＝＝＝0.25 W． 2．如圖所示的電路，電源電壓為12 V，R1＝R3＝4 Ω，R2＝6 Ω.求： (1)當(dāng)S1、S2都斷開時(shí)，電流表的示數(shù)． (2)當(dāng)S1、S2都閉合時(shí)，電壓表的示數(shù)． (3)當(dāng)S1、S2都閉合時(shí)，電路消耗的電功率． 解：(1)當(dāng)S1、S2都斷開時(shí)，電路中R2、R3串聯(lián)，電流表測(cè)電路電流， 串聯(lián)總電阻：R＝R2＋R3＝6 Ω＋4 Ω＝10 Ω， 電流表的示數(shù)：I＝＝＝1.2 A． (2)當(dāng)S1、S2都閉合時(shí)，R3和電壓表被短路，電壓表示數(shù)為0． (3)當(dāng)S1、S2都閉合時(shí)，R1、R2并聯(lián)， R1中通過的電流：I1＝＝＝3 A， R2中通過的電流：I2＝＝＝2 A， 電路中的總電流：I＝I1＋I(xiàn)2＝3 A＋2 A＝5 A， 電路消耗的總功率：P＝UI＝12 V 5 A＝60 W． 3．小明同學(xué)家里的電熱飲水機(jī)有加熱和保溫兩種功能，可由機(jī)內(nèi)溫控開關(guān)S0進(jìn)行自動(dòng)控制．小明從說明書上收集到如下表中的部分參數(shù)和如圖所示的電路原理圖．請(qǐng)解答如下問題：(計(jì)算結(jié)果若不能整除，保留一位小數(shù)) 額定電壓 220 V 頻率 50 Hz 額定加熱功率 920 W (1)這個(gè)電熱飲水機(jī)正常工作時(shí)，在加熱狀態(tài)下的總電流大約是多大？ (2)若電阻R2的阻值為1 210 Ω，則電阻R1的阻值為多少？ (3)傍晚用電高峰期，供電電壓可能會(huì)下降．當(dāng)實(shí)際電壓只有198 V時(shí)，這個(gè)電熱飲水機(jī)加熱時(shí)的實(shí)際功率是多大？ 解：(1)加熱時(shí)的總電流：I＝＝≈4.2 A． (2)根據(jù)公式P＝知，電熱飲水機(jī)加熱時(shí)，開關(guān)S、S0同時(shí)閉合，R1、R2并聯(lián)， R2的功率：P2＝＝＝40 W， R1的功率：P1＝P－P2＝920 W－40 W＝880 W， R1的電阻：R1＝＝＝55 Ω． (3)R1的實(shí)際功率： P1實(shí)＝＝＝712.8 W， R2的實(shí)際功率：P2實(shí)＝＝＝32.4 W， 電熱飲水機(jī)的實(shí)際功率： P實(shí)＝P1實(shí)＋P2實(shí)＝712.8 W＋32.4 W＝745.2 W． 4．如圖所示，電源電壓保持不變，定值電阻R1＝20 Ω，R2＝30 Ω，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為20 Ω.現(xiàn)將開關(guān)S1、S2同時(shí)閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P滑到最左端時(shí)，電流表的示數(shù)為0.5 A．求： (1)電源電壓． (2)S1閉合、S2斷開，滑片P置于最右端時(shí)，電流表的示數(shù)． (3)電路的最大電功率． 解：(1)開關(guān)S1、S2同時(shí)閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P滑到最左端時(shí)，R1、R2并聯(lián)且變阻器R接入電路的電阻為0，R1、R2并聯(lián)的總電阻： R總＝＝＝12 Ω， 電源電壓：U＝IR總＝0.5 A 12 Ω＝6 V． (2)S1閉合、S2斷開，滑片P置于最右端時(shí)，R1與R串聯(lián)且R的阻值最大，R1與R串聯(lián)的總電阻：R′總＝R1＋ R＝20 Ω＋ 20 Ω＝40 Ω， 電流表的示數(shù)：I′＝＝＝0.15 A． (3)根據(jù)P＝可知，當(dāng)開關(guān)S1、S2同時(shí)閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P滑到最左端時(shí)，電路中的總電阻最小，電功率最大， 電路的最大電功率：P最大＝＝＝＝3 W． 5．如圖所示，燈泡L標(biāo)有“6 V　3 W”字樣，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為12 Ω，當(dāng)開關(guān)S1、S2閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P滑到最右端時(shí)，燈泡恰好正常發(fā)光．求： (1)燈泡的電阻． (2)電源電壓． (3)當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開時(shí)，滑片移到變阻器的最左端，求燈泡的功率． 解： (1)燈泡的電阻：RL＝＝＝12 Ω． (2)當(dāng)開關(guān)S1、S2閉合時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑片P滑到最右端時(shí)，R被短路，電路中只有燈泡L，燈泡L正常發(fā)光，燈泡的額定電壓等于電源電壓，則電源電壓：U＝6 V． (3)當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開時(shí)，滑片P移到變阻器的最左端，L與R串聯(lián)，變阻器接入電路的阻值最大，電路的總電阻：R總＝R＋RL＝12 Ω＋ 12 Ω＝24 Ω， 電路中的電流：I＝＝＝0.25 A， 燈泡的實(shí)際功率： PL實(shí)＝I2RL＝(0.25 A)212 Ω＝0.75 W． 6．隨著社會(huì)的進(jìn)步和人民生活水平的提高，浴霸作為浴室取暖設(shè)施走進(jìn)了千家萬戶，集取暖和照明于一體．如圖是某品牌浴霸的簡單電路圖，部分參數(shù)如下表所示，浴霸的額定電壓為220 V，照明燈L的額定功率為40 W，L1、L2是兩個(gè)額定功率都為242 W的紅外線取暖燈，當(dāng)滑片P置于最左端時(shí)取暖燈正常工作(設(shè)燈絲電阻不變)．問： 擋位 柔光型 舒適型 健康型 取暖功率/W 150 324 484 (1)浴霸工作時(shí)，為了使取暖功率達(dá)到484 W，應(yīng)閉合的開關(guān)是哪個(gè)？ (2)L、L1、L2同時(shí)正常工作30 min，消耗電能多少J? (3)當(dāng)浴霸工作擋位為舒適型時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入的阻值是多少？ 解：(1)應(yīng)閉合開關(guān)S2． (2)L、L1、L2同時(shí)正常工作的總功率： P＝P1＋P2＋PL＝242 W＋242 W＋40 W＝524 W， L、L1、L2同時(shí)正常工作時(shí)，消耗的總電能： W＝Pt＝524 W 30 60 s＝943 200 J． (3)L1、L2并聯(lián)的總電阻：R＝＝＝100 Ω，根據(jù)R＝可知，L1、L2兩端的實(shí)際電壓：U實(shí)＝＝＝180 V．因?yàn)長1、L2并聯(lián)后再和變阻器串聯(lián)，所以變阻器兩端的電壓： U變＝U－U實(shí)＝220 V－180 V＝40 V， 擋位為舒適型時(shí)通過L1和L2的總電流： I＝＝＝1.8 A， 則滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值： R變＝＝≈22.2 Ω． 7．如圖所示，滑動(dòng)變阻器R的銘牌為“50 Ω　1.5 A”，小燈泡L的規(guī)格為“6 V　6 W”，開關(guān)S1、S2閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P置于最左端時(shí)，小燈泡正常發(fā)光．S1閉合、S2斷開，滑動(dòng)變阻器的滑片P置于最右端時(shí)，電流表的示數(shù)為0.1 A(設(shè)燈絲電阻不變)．求： (1)電源電壓． (2)定值電阻R0的阻值． (3)當(dāng)閉合S2，斷開S1，移動(dòng)滑片P，使小燈泡的實(shí)際功率是額定功率的時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻． 解：(1)S1、S2閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P置于最左端時(shí)，滑動(dòng)變阻器被短路，R0和L并聯(lián)，小燈泡正常發(fā)光，電源電壓等于小燈泡的額定電壓，電源電壓：U＝UL＝6 V． (2)S1閉合、S2斷開，滑動(dòng)變阻器的滑片P置于最右端，R0與R串聯(lián)，R0與R串聯(lián)的總電阻：R總＝＝＝60 Ω， R0的阻值：R0＝R總－R＝60 Ω－ 50 Ω＝10 Ω． (3)當(dāng)閉合S2、斷開S1時(shí)，L和R串聯(lián)，P實(shí)＝P額＝ 6 W＝1.5 W，小燈泡的電阻：RL＝＝＝6 Ω，根據(jù)R＝可知小燈泡兩端的實(shí)際電壓： U實(shí)＝＝＝3 V， 通過小燈泡的實(shí)際電流：I＝＝＝0.5 A， 滑動(dòng)變阻器兩端的電壓： U變＝U－ U實(shí)＝6 V－3 V＝3 V， 滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值： R變＝＝＝6 Ω． 8．如圖甲是定值電阻R0和標(biāo)有“6 V　6 W”字樣的燈泡L的I－U圖像，將它們接入圖乙所示的電路中，其中電源電壓不變，滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為8 Ω，當(dāng)閉合開關(guān)S、S1，斷開開關(guān)S2時(shí)，滑片P位于R最右端時(shí)，燈泡L的實(shí)際功率為1 W．求： ,甲)　　　,乙) (1)R0的阻值． (2)燈泡正常發(fā)光100 s，電流通過燈泡產(chǎn)生的熱量． (3)電源電壓． (4)電路消耗的最大功率． 解： (1)由圖甲可知，當(dāng)U0＝3 V時(shí)，I0＝0.3 A，則R0的阻值：R0＝＝＝10 Ω． (2)燈泡產(chǎn)生的熱量： Q＝W＝PLt＝6 W 100 s＝600 J． (3)由圖甲可知，當(dāng)燈泡的實(shí)際功率為1 W時(shí)，燈泡兩端的實(shí)際電壓U實(shí)＝2 V，通過燈泡的實(shí)際電流為0.5 A，當(dāng)只閉合開關(guān)S、S1，滑片P位于R最右端時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓： U變＝IR＝0.5 A 8 Ω＝4 V， 電源電壓：U＝U實(shí)＋ U變＝2 V＋ 4 V＝6 V． (4)當(dāng)開關(guān)都閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P置于最左端時(shí)，電路消耗的功率最大，燈泡正常發(fā)光，由題意可知： 燈泡正常發(fā)光的功率：PL＝6 W， R0的功率：P0＝＝＝3.6 W， 電路消耗的最大功率： P＝PL＋P0＝6 W＋ 3.6 W＝9.6 W． 9．如圖所示，圖甲是電阻R1和電阻R2的電流隨電壓變化的圖像，將它們按圖乙所示接入電路中，滑動(dòng)變阻器R上標(biāo)有“20 Ω　1 A”的字樣，電源電壓不變．求： 　　　 　　　　　　　　　　　　甲　　　　　　　　　　 乙 (1)當(dāng)只閉合開關(guān)S1，滑片P位于a端時(shí)，電阻R1的實(shí)際功率為1 W，求通過R1的電流． (2)電源電壓． (3)當(dāng)把滑片P移到b端，同時(shí)閉合開關(guān)S1、S2時(shí)，電阻R1的實(shí)際功率為9.6 W，求電流表的示數(shù)． 解：(1)當(dāng)只閉合開關(guān)S1時(shí)，R2斷路，R1和R串聯(lián)，由甲圖可知，當(dāng)R1的實(shí)際功率為1 W時(shí)，通過R1的電流I1＝0.5 A，R1兩端的電壓U1＝2 V． (2)因?yàn)樽冏杵鹘尤腚娐返淖柚禐?0 Ω， R兩端的電壓：UR＝IR＝0.5 A 20 Ω＝10 V， 電源電壓：U＝ UR＋ U1＝10 V＋ 2 V＝12 V． (3)當(dāng)把滑片P移到b端，同時(shí)閉合開關(guān)S1、S2時(shí)，R被短路，R1和R2并聯(lián)， 由圖甲可知，當(dāng)U2＝2 V時(shí)，I2＝0.2 A， R2的阻值：R2＝＝＝10Ω， R1中通過的實(shí)際電流：I1′＝＝＝0.8 A， R2中通過的電流：I2′＝＝1.2 A， 電流表的示數(shù)：I＝I1′＋ I2′＝0.8 A＋ 1.2 A＝2 A． 類型3　知識(shí)綜合計(jì)算 一、力熱綜合計(jì)算 1．如圖所示，是平底熱水壺，其質(zhì)量為0.8 kg，內(nèi)底面積為180 cm2.某次用該熱水壺裝 1.2 L水放在水平桌面上，測(cè)得水深10 cm，初溫 25 ℃.[已知ρ水＝1.0103 kg/m3，c水＝4.2103 J/(kg℃)，g＝10 N/kg] (1)水和熱水壺的總質(zhì)量是多少？ (2)在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下把這些水加熱至沸騰，至少需要吸收多少熱量？ (3)加熱前水對(duì)熱水壺底的壓力是多大？ 解：(1)水的質(zhì)量：m水＝ρ水V＝1.0 103 kg/m3 1.210－3 m3＝1.2 kg， 水和熱水壺的總質(zhì)量：m＝m水＋m壺＝1.2 kg＋ 0.8 kg＝2 kg． (2)水吸收的熱量： Q吸＝cmΔt＝4.2103 J/(kg℃) 1.2 kg (100 ℃－25 ℃)＝3.78 105 J． (3)水對(duì)熱水壺底的壓強(qiáng)：p＝ρ水gh＝1.0103 kg/m3 10 N/kg 0.1 m＝1 103 Pa， 水對(duì)熱水壺底的壓力： F＝pS＝1 103 Pa 180 10－4 m2＝18 N． 2．xx年5月5日，我國擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的C919大型客機(jī)在上海浦東機(jī)場(chǎng)成功首飛．若客機(jī)在空中以720 km/h的速度沿水平方向勻速飛行5 min，受到的阻力是其重力的0.1倍．客機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)靠完全燃燒航空煤油提供能量，其機(jī)械效率為75%，已知客機(jī)質(zhì)量m＝7.5104 kg(g取10 N/kg)．求： (1)客機(jī)在這段時(shí)間內(nèi)通過的路程． (2)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率． (3)求發(fā)動(dòng)機(jī)在這段時(shí)間內(nèi)燃燒航空煤油的質(zhì)量．(假設(shè)航空煤油的熱值q＝5108 J/kg) 解：(1)720 km/h＝200 m/s，客機(jī)通過的路程： s＝vt＝200 m/s 5 60 s＝6 104 m． (2)客機(jī)受到的重力： G＝mg＝7.5104 kg10 N/kg＝7.5105 N， 因?yàn)榭蜋C(jī)勻速飛行，由二力平衡得發(fā)動(dòng)機(jī)受到的牽引力： F＝f＝0.1G＝0.1 7.5 105 N＝7.5 104 N， 發(fā)動(dòng)機(jī)的功率： P＝＝＝Fv＝7.5 104 N 200 m/s＝1.5107 W． (3)發(fā)動(dòng)機(jī)在這段時(shí)間內(nèi)做的功： W＝Pt＝1.5 107 W 5 60 s＝4.5109 J， 煤油放出的熱量：Q放＝＝＝6109 J， 煤油的質(zhì)量：m＝＝＝12 kg． 二、力電綜合計(jì)算 1．小明設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量物體質(zhì)量的“托盤秤”，如圖(甲)是其原理示意圖，其中托盤上放置物體，壓力傳感器R的電阻值會(huì)隨所受壓力大小發(fā)生變化，杠桿ABO可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，電壓表的量程為0～3 V(可顯示質(zhì)量大小)．已知OB∶BA＝1∶2，電阻R0＝100 Ω.壓力傳感器R表面能承受的最大壓力為400 N，壓桿與壓力傳感器的接觸面積為2 cm2，壓力傳感器R的電阻值隨所受壓力變化的圖像如圖(乙)所示．電源電壓恒定不變，托盤秤達(dá)到最大稱量時(shí)，電壓表的示數(shù)也達(dá)到最大值，托盤和杠桿組件的質(zhì)量忽略不計(jì)．求： 甲 乙 (1)該壓力傳感器能承受的最大壓強(qiáng)． (2)電源電壓． (3)當(dāng)電壓表的示數(shù)為1.5 V時(shí)，托盤上被測(cè)物體的質(zhì)量(g＝10 N/kg)． 解：(1)該壓力傳感器R表面能承受的最大壓力：F＝400 N， 則最大壓強(qiáng)：p最大＝＝＝2106 Pa． (2)當(dāng)壓力傳感器R受到的壓力最大時(shí)，R的阻值最小為R＝50 Ω，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理可知，R0兩端的電壓達(dá)到最大值，即： R0兩端的電壓：U0＝3 V， 電路中的電流：I＝＝＝0.03 A， R兩端的電壓： UR＝IR＝0.03 A 50 Ω＝1.5 V， 電源電壓：U＝U0＋UR＝3 V＋ 1.5 V＝4.5 V． (3)當(dāng)電壓表示數(shù)為1.5 V時(shí)，電路中的電流： I′＝＝＝0.015 A， R兩端的電壓：UR′＝U－U′＝4.5 V－1.5 V＝3 V， R接入電路的阻值：R′＝＝＝200 Ω， 由坐標(biāo)圖可知，當(dāng)R＝200 Ω時(shí)，F(xiàn)＝250 N， 根據(jù)杠桿平衡條件F OA＝G OB， 因?yàn)镺B∶BA＝1∶2，則G＝F＝250 N ， 解得物體重力：G＝750 N， 物體的質(zhì)量：m＝＝＝75 kg． 三、電熱綜合計(jì)算 1．圖甲是某款電熱水龍頭，即開即熱，冷熱兼用．圖乙是它的原理電路，R1、R2為電熱絲，通過旋轉(zhuǎn)手柄帶動(dòng)開關(guān)S接通對(duì)應(yīng)的電路，從而實(shí)現(xiàn)冷水、溫水、熱水之間的切換．有關(guān)參數(shù)如表，不考慮溫度對(duì)電阻絲的影響，請(qǐng)回答下列問題： 甲 乙 額定電壓 220 V 額定 功率 溫水 2 200 W 熱水 3 300 W (1)開關(guān)置于2時(shí)，電熱水龍頭放出的水是__溫__(選填“冷”“溫”或“熱”)水．此時(shí)電路中的電流是多少？ (2)電熱水龍頭放熱水時(shí)，若進(jìn)水溫度為20 ℃，出水溫度為60 ℃，正常工作60 s，放出水的體積為1 L，求電熱水龍頭的效率．[已知ρ水＝1.0103 kg/m3，c水＝4.2103 J/(kg℃)，g＝10 N/kg]． (3)R2的電阻為多大？ 解：(1)當(dāng)開關(guān)置于2時(shí)，R2斷路，電路中只有R1，總電阻較大，根據(jù)公式P＝可知，電熱水龍頭放出的水是溫水，電路中的電流：I溫＝＝＝10 A． (2)水的質(zhì)量：m＝ρV＝1.0103 kg/m3 110－3 m3＝1 kg， 水吸收的熱量：Q吸＝cmΔt＝4.2 103 J/(kg℃)1 kg (60 ℃－20 ℃)＝1.68 105 J， 電熱水龍頭消耗的電能： W電＝P熱t(yī)＝3 300 W 60 s＝1.98105 J， 電熱水龍頭的效率： η＝100%＝100% ≈85%． (3)當(dāng)開關(guān)置于2時(shí)，電熱水龍頭出溫水；當(dāng)開關(guān)置于3時(shí)，R1與R2并聯(lián)，電路總電阻最小，根據(jù)公式P＝可知，電熱水龍頭出熱水，R2的功率： P2＝P熱－P溫＝3 300 W－2 200 W＝1 100 W， R2的電阻值：R2＝＝＝44 Ω． 2．小明的媽媽買了一臺(tái)全自動(dòng)豆?jié){機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如下表．豆?jié){機(jī)制作豆?jié){的過程是：按合適的比例把豆料、清水放入豆?jié){機(jī)中，經(jīng)過預(yù)熱、打漿、加熱等程序，即可制成熟豆?jié){，正常工作做一次豆?jié){需要13 min，其工作信息如圖．某一次小明的媽媽向豆?jié){機(jī)中加入黃豆和清水共1.5 kg，請(qǐng)解答下列問題： 型號(hào) 額定電壓 額定頻率 電機(jī)功率 加熱功率 容量 SYL－624 220 V 50 Hz 200 W 1 100 W 2 000 mL ,甲)　,乙) (1)根據(jù)工作信息圖可知，從第6 min至第9 min為加熱過程，求這段過程中豆?jié){吸收的熱量是多少？[c豆?jié){＝4.0103 J/(kg℃)] (2)豆?jié){機(jī)加熱的效率是多大？(結(jié)果保留整數(shù)) (3)豆?jié){機(jī)正常工作做一次豆?jié){，總共消耗的電能是多少？ 解：(1)豆?jié){吸收的熱量： Q吸＝c豆?jié){mΔt＝4.0 103 J/(kg℃) 1.5 kg (100 ℃－70 ℃) ＝1.8 105 J． (2)豆?jié){機(jī)消耗的電能： W＝P熱t(yī)＝1 100 W 180 s＝1.98 105 J， 豆?jié){機(jī)的加熱效率： η＝100%＝100%≈91%． (3)豆?jié){機(jī)打漿消耗的電能： W1＝P機(jī)t1＝200 W120 s＝2.4104 J， 豆?jié){機(jī)加熱消耗的電能： W2＝P熱t(yī)2＝1 100 W 660 s＝7.26 105 J， 豆?jié){機(jī)消耗的總電能： W＝W1＋W2＝2.4 104 J＋ 7.26 105 J＝7.5 105 J． 四、力電熱綜合計(jì)算 1．如圖所示是一種家用蒸汽電熨斗的實(shí)物圖和銘牌．使用時(shí)水箱中的水滴入被加熱的底板汽室，迅速汽化產(chǎn)生向下的蒸汽. 額定電壓 220 V 功能 汽燙、干燙 額定頻率 50 Hz 蒸汽方式 滴下式 額定功率 1 000 W 質(zhì)量 1.3 kg 底板面積 160 cm2 放置方式 自立式 (1)在蒸汽電熨斗水箱中注入0.3 kg的水，將它平放在水平桌面的衣服上，求蒸汽電熨斗對(duì)衣服的壓強(qiáng)．(g取10 N/kg) (2)用蒸汽電熨斗汽燙前先預(yù)熱，使金屬底板的溫度從20 ℃升高到220 ℃，溫控開關(guān)自動(dòng)斷開．已知金屬底板的質(zhì)量為1 kg，金屬底板的比熱容為0.46103 J/(kg℃)．則蒸汽電熨斗預(yù)熱過程中金屬底板吸收的熱量是多少？ (3)汽燙時(shí)，水滴入汽室，由于水升溫汽化而帶走熱量．當(dāng)金屬底板溫度降到190 ℃時(shí)，溫控開關(guān)自動(dòng)閉合，電熨斗正常工作，當(dāng)加熱到220 ℃時(shí)，溫控開關(guān)自動(dòng)斷開，停止加熱，如此反復(fù)．若蒸汽電熨斗工作情況按如圖所示的規(guī)律變化時(shí)，則12 min熨燙一件衣服共消耗多少電能？ 解：(1)蒸汽電熨斗對(duì)衣服的壓力： F＝G＝(m熨＋m水)g＝(1.3 kg＋0.3 kg)10 N/kg＝16 N， 蒸汽電熨斗對(duì)衣服的壓強(qiáng)： p＝＝＝1 000 Pa． (2)金屬底板吸收的熱量： Q吸＝cmΔt＝0.46 103 J/(kg℃)1 kg (220 ℃－20 ℃)＝9.2104 J． (3)根據(jù)坐標(biāo)圖像可知，電熨斗12 min熨燙一件衣服的加熱時(shí)間：t＝720 s ＝540 s， 蒸汽電熨斗加熱消耗的電能： W＝Pt＝1 000 W 540 s＝5.4 105 J．