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文檔簡介
1、題型復(fù)習(xí)(五)綜合計算題題型之一力學(xué)計算類型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(qū)動電機(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,此時車上的軍軍突然前傾摔倒,請用
2、物理知識解釋這一現(xiàn)象.解:(1)太陽能汽車的重力:3 . .G= mg= 500 kg x 10 N/kg =5X10 N因為勻速直線運(yùn)動,由二力平衡得 F=f =0.02 G= 5X103 NX 0.02 = 100 N2 2) s = vt = 15 m/s X 5 X 60 s = 4 500 m太陽能汽車克服阻力做的功:W fs =100 NX4 500 m=4.5X10 5 J輸出功率:P= Fv= 100 NX15 m/s = 1.5X10 3 W(3)軍軍的爸爸緊急剎車時,汽車很快停止了前進(jìn),軍軍的下半身隨車停止了運(yùn)動,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,所以才會前傾
3、摔倒.3 .下表是某種型號自行車的主要技術(shù)參數(shù).某同學(xué)到學(xué)校的路程是6X103 m的平直路面,勻速騎車從家到學(xué)校的時間為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:自行車凈重200 N行駛過程中輪胎與地面總接觸面積1X10 2 m2車輪直徑0.61 m輪胎承受的最大壓強(qiáng)1.4 X 105 Pa(1)騎車時的速度;(2)自行車對地面的壓強(qiáng);(3)人克服阻力做功的功率.3解:(1)騎車時的速度:v=S-=12m=5 m/s t 2UX 6U S(2)人的重力:6人=mg= 40 kg x 10 N/kg = 4
4、00N自行車對地面的壓強(qiáng):F G &十&P = S= S= -S-(400 N +200 N)1 10 m一 一 4 一= 6X10 Pa(3)車受到的阻力:f = 0.02G= 0.02 X600 N= 12 N人克服阻力做功的功率:P= fv =12 NX 5 m/s = 60 W4 . “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(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 止時車輛對水平地面的壓強(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,受到的平均阻力是 2
5、00 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5X103 W,求太陽能觀光車的效率.解:(1)該車受到白勺重力:G車=mg=400 kgX10 N/kg =4X10 3 N3人的重力: G人=mg= 200 kg x 10 N/kg =2X10 N總重力:G= G車+G人=4X103 N + 2X103 N = 6X103 N車輛對水平地面的壓強(qiáng):F GP=S=S= 1.2 x 105 Pa(4 000 N +2 000 N0.05 m 2(2)觀光車克服阻力做功的功率:P= fv =200 N
6、X 5 m/s= 1 000 W(3)太陽能觀光車的效率:P 1 000 W=VW=PW- = P=5X103 W:20%4. (2017 福建)一輛汽車為50 km長的新建大橋進(jìn)行通車測試,如圖所示.汽車總質(zhì)量為 1.5t ,以100 km/h的速度勻速通過大橋,受到的阻力是總重的取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(jī)的效率.(q汽油=4.6 X 107 J/kg)解:(1)由v = S可得,所需的時間:t=s=wkhv 100 km/h(2)汽車的總重力:G= mg= 1.5X10 3 kgx 10 N/kg =1.5X10 4 N汽車受到
7、的阻力是總重的0.08倍,即f = 0.08G= 0.08 X 1.5 X 10 4 N = 1.2 X 103 N因為勻速通過大橋,所以牽引力:F= f = 1.2X103 N牽引力所做的功:W Fs=1.2 X 10 3 NX 5X104 m=6X107 J(3)汽油完全燃燒放出的熱量:Q= mq= 4 kgX4.6X107 J/kg = 1.84 x 10 8 J汽油機(jī)的效率W 6X107 J=CT 1.84 X 10 8 j56%0.08倍,全程消耗了 4 kg的汽油.g5.(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)放新能源汽某款電動汽車(如圖)以
8、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,在相同路面上以率為25%需要消耗多少汽油?( q汽油=4.5 X 107 J/kg)60 km/h的速度行駛 80 km,其效解:(1)牽引力做的功(有用功):此用= Fs= 720 NX 80X 10 3 m = 5.76 X 10 7 J牽引力做功的功率:P= W= Fs= Fv= 720 NX60X 工 m/s =1.2X104 W t t3.6(2)消耗的電能:W總
9、=18 kW- h= 18X3.6X10 6 J =6.48 X 10 7 J電動車的效率:Wb5.76 X 107 J而=6.48X10,J*10* 88.9%qW用/口(3)由y=不得,QW用Q放=25%5.76 X 107J25%= 2.304 X 10 8 J由Q放=mq導(dǎo)需要汽油的質(zhì)量:。2.304 X 108 JF 7 = 4.5 X 107 J/kg =5.12 kg類型2海上運(yùn)輸類(壓強(qiáng)、浮力、效率)6.海權(quán)握,國則興,建設(shè)一支強(qiáng)大海軍是實現(xiàn)中國夢的有力保障.某次軍事演習(xí),我國派出多艘驅(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1.0X103 kg/
10、m 3.( g取10N/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1.2 X106 N,則該船在5 h內(nèi)動力做的功是多少?(3)軍事演習(xí)時,我國航空母艦也亮相了,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,該船受到的浮力:F浮=6排=6=5X106 kgX10 N/kg =5X10 7 N(2)5 h 內(nèi)的路程:s=vt=18 km/h x 5 h = 90 km該船在5 h內(nèi)動力做的功:W Fs=1.2 x 10 6 NX 9X104 m=1.08 x 10 11 J(3)由于航母處于漂浮,尸浮=
11、6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 .仁愛礁是我國的固有領(lǐng)土,隸屬我國海南省三沙市,中國公務(wù)船只定期在那里巡視,如圖所示是我國一艘裝備精良的現(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)該船滿載時排水量為5X106 kg,則船受到的重力和浮力各為多少?(海水密度為1.03X103kg/m3)解:(1)航行的距離:s = vt=20 km/h X 5 h = 100 km(2)該聲吶探頭受到海水的壓強(qiáng):p=
12、 p 水 gh=1.03 X 10 3 kg/m 3X10 N/kg x 10 m= 1.03 X 105 Pa 船受到的浮力:F浮=6排=斤0 = 5*106 kgX10 N/kg =5X10 7 N船漂浮在水面,則重力:G= F浮=5X107 N8.五一假期間,毛毛組織同學(xué)乘坐游艇沿江游玩,一條游艇滿載時排開水的體積是2.8吊,游艇及艇上工作人員質(zhì)量為1.7 X 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?
13、解:(1)游艇滿載時所受的浮力:F 浮=p 水 gV 排=1.0 X103 kg/m3xi0 N/kgX2.8 n? = 2.8X104N(2)游艇底受到水的壓強(qiáng):p= p 水gh= 1.0X103 kg/m3xi0 N/kgX1.8 m = 1.8X10 4 Pa滿載時:G= F浮= 2.8 X 104 N游艇所能承受的最大質(zhì)量:G 2.8 X 10 N3=2.8X10 kgg 10 N/kgm學(xué)生=2.8 X103 kg 1.7 x 103 kg =1.1 X103 kg1.1 X 103 kg學(xué)生數(shù)n=一-21.15所以,最多可承載 21位同學(xué).52 kg9. (2017 德州)圖1是一
14、艘完全依靠太陽能驅(qū)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1.6X105 W,若接收的太陽能只用來驅(qū)動船前進(jìn).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(guān)系如圖2甲所示,船的運(yùn)動速度 v隨時間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=6排=6=60* 103 kgX10 N/kg =6X10 5 N(2)第
15、50 s到第100 s內(nèi),由圖甲可知牽引力F= 8X104 N,由圖乙可知船勻速行駛的速度v =0.5 m/s由v = s可得,船行駛的距離:s = vt=0.5 m/s x 50 s = 25 m第50 s到第100 s內(nèi)牽引力做的功:W= Fs=8X104 NX25 m=2X106 J1.6 X105 W,則第50 s到第100 s的運(yùn)動過(3)由題可知,太陽能電池板接收太陽能的功率為程中,太陽能電池板接收到的太陽能:E= Pt = 1.6X10 5 WK 50 s =8X10 6 J則太陽能船的效率:W 2X 106 JE- 8X 106 J25%類型3簡單機(jī)械類10用如圖所示滑輪組在
16、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(jī)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(jī)械效率是多少?(結(jié)果保留一位小數(shù))解:(1)動滑輪的重:6動=門尸一G物= 3X400 N- 1 000 N =200 N(2)繩子自由端拉力 F做的功:WlFs=400 NX3X3 m=3.6X10 3 J功率:= 240 WW 3.6 x 103 JP= 一= t 15 s(3)滑輪組的機(jī)械效率:w Gh _G
17、h _G 1 000 n=VV=Fs=nFh=nF= 3X400 N = 83.3%(4)拉力:FG + G 1 300 N +200 N= 500 N G 1 300 N則該滑輪組的機(jī)械效率:v 廣=3;=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?fl解:(1)物體移動的速度:v物= 73m=0.2 m/s15 s人拉繩子做功的功率:P= Fv=50 NX2X0.2 m/s = 2
18、0 W(2)滑輪組的機(jī)械效率:GnF90 N2X50 N= 90%(3)不考慮繩重和摩擦,滑輪組的機(jī)械效率:W W Gh G=W=W+W = Gh+ G h =G+ G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,在水平方向前進(jìn) 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(jī)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:f =0.1 G物=0.1 X 60 kgX10 N/kg =
19、 60 N滑輪組的有用功:Wr= fs =60 NX 0.5 m= 30 JW f 60 N(2)滑輪組的機(jī)械效率:t = W= nF= 3X25 N = 80%(3)物體移動的速度:v物=:=二=0.25 m/st 2 s拉力F做功的功率:p= Fv=25 NX3X0.25 m/s = 18.75 W13(2017 林B州)利用如圖所示的滑輪組,用F= 1 000 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 10 s ,整個過程中,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. s
20、一解:(1)根據(jù)v =-可知貨物A在10 s內(nèi)移動的距離:sa= vAt = 0.1 m/s x 10 s = 1 m(2)繩子自由端移動的速度:丫繩=門丫人=2X0.1 m/s = 0.2 m/s拉力的功率:W Fsp= -= 丁 = Fv 繩=1 000 N X 0.2 m/s = 200 WW fs f _(3)由nF得摩擦力:f = n F = 2X75%k 1 000 N = 1 500 N14在“大力士”比賽中,需要把一質(zhì)量m 400 kg ,邊長l =1 m,質(zhì)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
21、強(qiáng);(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的大小;(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=G= mg= 400 kg x 10 N/kg = 4 000 N立方體靜止時對水平地面的壓強(qiáng):F壓4 000 N1 m 1 m=4 000 Pa動力臂應(yīng)該達(dá)到最大,OA為(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力臂,所施加的力應(yīng)該與力臂O順直且向上;0冷,(1 m) 2+ (1 m) 2 = /2 m根據(jù)杠桿平衡條件可知:一八 一 1FXOA= GX
22、 21G1 4 000 N x 1 m取小力: F=.門葭7iz= 1 414 N20A2 2 m(3)翻滾時重心升高的高度:h= m-2 m =m翻滾一次克服重力做的功:W= Gh= 4 000 N x 吏 T m= 828 J 2=8 280 J移動10 m,要翻滾10次,所以人做的功:W總=10 W= 10X828 J克服立方體重力做功的功率:W 8 280 JP=P t 20 s= 414 W的物體以0.1 m/s的速度勻假設(shè)物體始終未露出水面.(g15(2018 昆明)用如圖所示的裝置將浸沒在水中、質(zhì)量為 0.85 kg速提升0.2 m彈簧測力計的示數(shù)為 3 N,不計繩子和滑輪的重及
23、摩擦,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 G= mg= 0.85 kg X10 N/kg = 8.5 N一一. ,1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(shù)即拉力F=2(Gi-F浮),則物體受到的浮力:F 浮=G- 2F= 8.5 N 2X3 N= 2.5 N(2)由尸浮=p水V排g得物體的體積:F 浮2.5 N4 3V- V排一p 水g i * I。3 kg/m 3x io N/kg - x 1 m物體的密度:P 物=m=1g4-3.4 X 103 kg/m 3產(chǎn) V 2.5X10 ma(3)拉力端移動速度:v=
24、2v 物= 2X0.1 m/s = 0.2 m/s拉力做功功率:r W Fs LP= - = 丁 = Fv= 3 NX 0.2 m/s = 0.6 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滑輪組的機(jī)械效率為80%(不計繩重和繩子與滑輪間的摩擦及水的阻力).p水=1.0X103 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(qiáng);(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(jī)械效率.解:(1)水對容器底增加
25、的壓強(qiáng)p= p 水 gAh=1.0X103kg/m3X10 N/kg X (0.7 m- 0.65 m)= 500Pa(2)物體排開液體的體積:V排=V物=SA h= 400X 10 -4 m2x(0.7 m 0.65 m) =2X10 3 m3則所受浮力:F 浮=p 水 gV排=1.0 X103 kg/m 3X10 N/kg X2X10 3 m3= 20 N W (0F浮)h(3)浸沒時: T =W=-Tp-F - G hVW、(,i F浮 + Gt) h解得G動=20 N則將物體拉出水面后滑輪組的機(jī)械效率:W G hG100 N 。=W= (+G) h = (G + Gt) = (100
26、N + 20 N)83.3%題型之電學(xué)計算卜面虛線框內(nèi)畫出簡化電路圖電阻R兩端的電壓為 _6_V,通過的電流為 _0.6_A.電阻R的阻值U,r _ U 6 V由歐姆7E律 1=6得:R=i=n1 =10 QRI 1 0.6 A【大題小做】當(dāng)白斷開,S1閉合,在下面甲虛線框內(nèi)畫出簡化電路圖;S1斷開,S2閉合,在下面乙虛線框內(nèi)畫出簡化電路圖.(【思路點(diǎn)撥】燈的額定功率 Pl= ULI l (UL= 3.8 V )J燈額定電流I L= I總一I n (并聯(lián)電路電流規(guī)律)J分析電流表測量對象類型1 簡單純電路類(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.-&d一
27、b(1)當(dāng)S、S2均斷開,滑片 P移至最左端時,電流表的示數(shù)為 0.6 A ,求電阻R的阻值.【大題小做】當(dāng)S, S2均斷開,滑片P移至最左端時,在【思路點(diǎn)撥】電阻R = ?I 1求出U和11分析電路結(jié)構(gòu)(畫出簡化電路圖)(2)當(dāng)險斷開,$閉合,移動滑片 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,S1斷開,S2閉合,電流表的示數(shù)為 0.58 A ,求燈的額定功率.乙分析電路結(jié)構(gòu)(畫出簡化電路圖)當(dāng)S斷開,S閉合,電流表測 電阻R 的電流;保持滑片不動,Si斷開,&閉合,此時燈正常(填“正?!被颉安徽!保┌l(fā)光,電流表測 電阻R和燈L的電流.燈的額定電流Il=I 總Ir= 0
28、.58 A 0.38 A =0.2 A燈的額定功率P.= ULI l= 3.8 V X 0.2 A = 0.76 W(3)當(dāng)S、S2均斷開,移動滑片 P在a點(diǎn)時,滑動變阻器接入電路中的電阻為R,滑動變阻器的功率為Pa;移動滑片P在b點(diǎn)時,滑動變阻器接入電路中的電阻為R,滑動變阻器消耗的功率為Pb,且 R=4R, R = R,求 R.【大題小做】當(dāng)S, S2均斷開,在下面虛線框內(nèi)畫出簡化【思路點(diǎn)撥】電路圖Ra與R,得出Pa由I a與I b的關(guān)系得出兩組電阻(R+ R)與由R=4R, R=Pb求兩次電流Ia與Ib的比(R+R)的關(guān)系例關(guān)系.滑片P在a點(diǎn)時,滑動變阻器的功率為Pa=由R=Pb, R=
29、4R得出Ia與Ib的關(guān)系滑片P在b點(diǎn)時,滑動變阻器消耗的功率為分析電路結(jié)構(gòu)(畫出簡化電路圖)22Pb= I bR?= I b4R由 Pa=Pb可得 I2R=I24R,即 I2=4I2所以Ia=2lb滑片P在a點(diǎn)時,電路的總電阻為 R總,滑片P在b點(diǎn)時,電路的總電阻 R總,求兩次總電阻的比例關(guān)系.,.UR 總 I b 1由歐姆定律1=/導(dǎo),寸=丁=5 RR?總 I a 2求R住 _ R+R_ R+R_J 由 R總R+R 4R+R2得 2R=R_ 11所以 R=2R=2X10 Q = 5 Q針對訓(xùn)練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 V 3 W 字樣,定值電
30、阻R的阻值為10 Q, R為滑動變阻器.開關(guān)Si、S2都閉合時,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)光時的電阻;(2) $、&都閉合時,R在10 min內(nèi)消耗的電能;解:(1)由P=(3) $、及都斷開,調(diào)節(jié)滑片使 R的電功率為R電功率的2倍時,R的電功率.,小燈泡正常發(fā)光時的電阻:(6 V)3 W2-=12 Q(2)開關(guān)S、S2都閉合時,燈泡 L與電阻R并聯(lián),此時L正常發(fā)光燈泡兩端電壓為電源電壓,UL= U0= 6 VP 3 W通過燈泡L的電流:Il=-=0.5 AU 6 V電流表測干路電流:I = I l+ I R則通過 R 的電流,Ir=I - Il= 1.1
31、 A - 0.5 A = 0.6 A. R在10 min內(nèi)消耗的電能:W= LRI Rt =6 VX0.6 A X 10X60 s = 2 160 J(3)開關(guān)Si、S2都斷開時,R、R串聯(lián)R 的功率:Pi=I2R=UIR 的功率:P2=I2R=Ud2Pi=B且 U總=U + L2=6 V得 U2=2U=4 VU2(4 V) 21.6 WP2=R 10 aR的阻值為20 .閉合2. (2018 曲靖二模)在如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,電阻開關(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R的電流;(3)現(xiàn)用電阻R替換電阻R、R中的某一個,替換前后只
32、有一個電流表的示數(shù)發(fā)生變化,且電 路的電功率變化了 0.6 W,求電阻R的阻值.解:(1)由圖可知,R與R并聯(lián),R兩端電壓等于電源電壓,則:U= Ui = I 1R = 20 Q X 0.3 A = 6 V(2)由圖可知,電流表 A測干路電流,電流表 A測R支路電流,則I = I1+I2則通過R的電流I 2= I - 11 = 0.5 A(3)因只有一個電流表示數(shù)發(fā)生變化,則R替換的電阻是 R.替換前 R的功率:B = UI2=6 VX0.5 A = 3 W替換后R的功率:F0 = F2 A P則 Pg= 3.6 W 或 R = 2.4 WW cI c U2(6 V) 2當(dāng) Pg= 3.6 W
33、 時,R=n= 八/ =10 QR 3.6 W、“U2(6 V) 2當(dāng) Po =2.4 W 時,R = j5= daw =15 PG2.4 VV3. (2018 昆明五華區(qū)一模)如圖所示,電源電壓恒定不變,R的阻值為12 .小燈泡L上標(biāo)有“6 V 3 W 字樣,小燈泡電阻不隨溫度改變.若閉合&、S2,斷開小燈泡剛好正常發(fā)光,此 時電壓表的示數(shù)為 3 V,求:(1)電源電壓為多少;(2) R阻值為多大;(3)若閉合Si、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U= UL+U=6 V + 3 V = 9 V解:(1)閉合
34、S、斷開S3時,燈泡L與定值電阻 R串聯(lián),電壓表測 R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:(2)閉合S、斷開S3時,燈泡L與定值電阻 R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 P= UI可得,電路中的電流:Pl3 WI =UL= 6V = 0.5 A, UU 3 V由1得,r的阻值:-詆=6 Q(3)閉合S、與,斷開S2時,滑動變阻器 R與定值電阻R串聯(lián),當(dāng)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,22則電路的最大功率: P= 9= 1c = 6.75 WR 12 L24. (2018 黃石)如圖所示
35、,當(dāng)滑動變阻器滑片P調(diào)至中點(diǎn)時,電流表示數(shù)為 1 A,兩電壓表示數(shù)之比為 U : U2=3: 4,已知電熱絲(6 V 7.2 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,電熱絲在1 min內(nèi)產(chǎn)生的熱量 Q(2)當(dāng)滑動變阻器阻值調(diào)至最大時,兩個電壓表示數(shù)之比為U 1 : U 2=5: 6,求R阻值和電源電壓.無力,、上 c UL/口 - U2(6 V) 2斛:(1)由 P= 口可得:R=d= 7 o =5 RP 7.2 vv產(chǎn)生的熱量: Q= I 2Rt= (1 A) 2X5 ax 60 s = 300 J(2)當(dāng)滑動變阻器滑片P調(diào)至中點(diǎn)時有RRHU 2U2R2+R2
36、當(dāng)滑動變阻器阻值調(diào)至最大時有U 1R+ R5=U 2 R+R 6解得:R = 20 Q R=10 Q一 一 R _、電源電壓:U= I (R+萬+R)=1 AX (5 + 202+10 Q) = 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,電壓表的示數(shù)為1.2 V,電流表的示數(shù)為0.3 A,求定彳1電阻 R的阻值.(2)開關(guān)S接a時,調(diào)節(jié)電源電壓,使燈泡L1正常發(fā)光,此時 R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,通過調(diào)節(jié)電源電壓
37、可使電路允許達(dá)到的最大總功率是多少?甲乙、-U0 1.2 V解:(1) R)=-=T:r=4 QI 0 0.3 AW=0.54 QP(2) . P= I2R . . I1 =R,L1 與 R串聯(lián),Il1 額=I1 = 0.5 AP-1 額=UL1 額 I li 額=8 V X 0.5 A = 4 W(3)當(dāng)開關(guān)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(dāng) 12 = 0.5 A 時,Lh= 4 V,電源電壓 U總=L11額+U=8 V +
38、 4 V = 12 V電路允許的最大功率:P= U總I2=12 VX0.5 A = 6 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 V 40 W (燈絲電阻不變),暖風(fēng)機(jī)的規(guī)格為“ 220 V 400 W ,電熱水器的規(guī)格為“ 220V 880 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?UL(220 V) 2解:(1)RL=PL=0=1 210 QUL220 V通過燈的電流:IL=fTT18 A由P= UI得,通過暖風(fēng)機(jī)的電流:I風(fēng)=P 風(fēng) 400W220 V= 1.82
39、 A通過電熱風(fēng)器的電流:P 熱 880WI 熱= 4 AU 220 V則干路電流:I = I l+I 風(fēng)+I 熱=0.18 A +1.82 A +4 A = 6 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 Q,即0.5 Q/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= U可知,電熱水器的電阻: RR=(22
40、0 V)2 420 W2-=20 Q導(dǎo)線的電阻為:R =2X2 kmx 0.5 Q/km = 2 Q故電路的總電阻為:Re、=R+ R =20 Q + 2 Q = 22 Q輸電線中電流的大小為:I =4=|2字 =10 AR 22 (2)熱水器的實際功率為:P = I 2R= (10 A) 2X20 Q= 2 000 W110 W8. (2018 恩施)如圖為某電熱器的電路圖,R和R2為電熱絲,其中R的規(guī)格為“ 220 V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,10 min內(nèi)電熱器產(chǎn)生的熱量是多少?(2)當(dāng)S斷開時,R的實際功率為39.6 W,求此時電熱器的總功
41、率為多大?*可220 V 43解:(1)當(dāng)S閉合時,R被短路t =10X60 s = 600 s電熱器產(chǎn)生的熱量:Q= W= Pt = 110 WX600 s =6.6X10 4 J(2)當(dāng)S斷開時,R和R串聯(lián)P. 110 WR正吊工作時的電訊:I額=工=五?=0.5 AU 220 V .R的電阻:R=L港A=440 QI =P1R由P= I2R,當(dāng)S斷開時,通過R的實際電流:39.6 W = 0.3 A440 Q此時電熱器的總功率:P總=U總I=220 VX0.3 A = 66 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
42、壓為220 V,加熱功率為500 W 保溫功率為60 W.R、R均為加熱電阻絲(假設(shè)電阻不變),請解答下列問題:甲乙(1)電阻絲R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,飲水機(jī)的實際功率和實際電壓是多少?解:(1)閉合S,及時,R與R是并聯(lián)的,電路是加熱狀態(tài);只閉合 S時,為R的簡單電路,電路是保溫狀態(tài),R的功率:Pi = P P2= 500 W 60 W= 440 W由P= U, R的電阻:R12(220 V) 2R = -=110 QP 440 W(2)
43、5分鐘消耗的電能:W= 4kW- h= 1.215X10 5 J 1 600加熱狀態(tài)下的實際總功率:W 1.215X105 JP 實=1 = 405 Wt 5X60 s加熱狀態(tài)下的總電阻:U(220 V)2484R 總P500 W5實際電壓:405 WX 等 Q= 198 V電力轉(zhuǎn)化型.ABO為一水平10. (2017 河南)小麗設(shè)計了一個防踩踏模擬報警裝置,工作原理如圖甲所示杠桿,O為支點(diǎn),OA: OB= 5: 1,當(dāng)水平踏板所受壓力增大,電壓表示數(shù)達(dá)到6 V時,報警器 R開始發(fā)出報警信號.已知電路中電源電壓為 8 V, R的阻值恒為15 Q,壓力傳感器 R固定放置,其阻值隨所受壓力F變化的
44、關(guān)系如圖乙所示,踏板、壓桿和杠桿的質(zhì)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(dāng)踏板空載時,閉合開關(guān),電壓表的示數(shù)為多少?(3)當(dāng)報警器開始報警時,踏板設(shè)定的最大壓力值為多少?解:(2)閉合開關(guān)時,壓力傳感器和報警器串聯(lián),由圖乙可知當(dāng)踏板空載時,壓力傳感器的電阻R= 25 Q ,此時電路中的電流:U8 VI = = =0.2 AR+ R 25 Q + 15 Q由I = U導(dǎo),報警器兩端的電壓:RUO=IRo=0.2 AX 15 Q= 3 V ,即電壓表示數(shù) 一,.U06 V(3)報警器R開始發(fā)出報警信號時,U) =6 V,此時電路中的電流:I =
45、-B- = 7F7T=0.4 AR 15 L2傳感器兩端的電壓:U傳=U U/ = 8 V-6 V = 2 VU 2 V傳感器的阻值:R =?=小-=5 ,由圖象可知當(dāng)傳感器的阻值為5 Q時,對應(yīng)的壓力I 0.4 AF 壓=8 N ,根據(jù)杠桿平衡條件可得:F壓XOA= F踏板XOB即8 NX 5= F踏板X1,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,然后通過相互之間的函數(shù)關(guān)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(dǎo)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,
46、電源電壓恒為12 V,已知壓力F的大小與 R的阻值大小成正比例關(guān)系.閉合開關(guān)S,壓力 閂=0時,滑片P 在最上端;壓力 Fi= 1 N時,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,電壓表示數(shù)為7.5 V.求:(1)定值電阻R的大??;壓力F與R阻值之比k;(2)當(dāng)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(shù)之間的函數(shù)關(guān)系表達(dá)式ILMTJ凡-解:(1)由圖可知,R、R串聯(lián),電壓表測 R兩端電壓,電流表測電路中電流,當(dāng)Fi=1 N時,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Ui=U-U=12 V-3 V=9 V、 , U 9 V并
47、且Ii=l2= 1 A ,由歐姆te律可得,R的阻值:R = T = Tr = 9 QI 2 1 A此時R連入電路的阻值:R= = ir = 3 Q I 2 1 A.F1 1 N 1所以壓力F與R阻值之比:k=o=T7T=o N/Q3 L2 3(2)當(dāng)滑片P滑至最下端時,變阻器連入阻值最大,電壓表示數(shù)7.5 V ,此時電路中電流:I =I2 =11 =:=*-=*彳5V =0.5 AR R9 L2U 7.5 V所以R的取大值:R最大=15 QI 2 0.5 A因為壓力F的大小與 R的阻值大小成正比例關(guān)系,即: F=kR1 . 一 所以壓力 F2= N/QX15 Q = 5 N3F F(3)由
48、F= kR有 R=k=13N/a串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律表示電壓表示數(shù):U12 VX R口=舊2=RTR;, R=9萬菽F12 V X 1 N/Q33U ,=:F=西二UV(N)9 + :1;N/Q3題型之三熱學(xué)綜合計算類型1燃料(新能源)熱學(xué)計算1. (2018 聊城)在“探究水沸騰時溫度變化的特點(diǎn)”實驗中,用酒精燈給燒杯中的水加熱, 燒杯中盛有20 C、質(zhì)量為100 g的水,在一個標(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4.2X103 J/ (kg C),酒精的熱值為 3.0X107 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
49、表明:1 g、100 c的水汽化成同溫度的水蒸氣需要吸收2.26 X 103J的熱量.水開始沸騰后持續(xù)觀察沸騰現(xiàn)象,同時發(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) 一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)為 100 C,即需將水加熱至 100 C,水吸收的熱量: Q吸=cm (tt。)=4.2X103J/ (kg C) X 0.1 kg X (100 C-20 C) = 3.36 X 10 4 J(2) 3 g酒精完全燃燒釋放的熱量:Q 放=mc 3X10 3 kg x 3.0 x 10 7 J/kg =9X104J酒精燈燒水的熱效率: Q 3.36 X 104 J=4= 9X
50、104 J37.3%(3) 1 g、100 c的水汽化成同溫度的水蒸氣需要吸收2.26 X 103 J的熱量,則5 g、100 c的水汽化成同溫度的水蒸氣需要吸收的熱量:Q= 5 g X 2.26 X 10 3 J/g =1.13X104J2.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,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,通過太陽能電池板發(fā)電,有風(fēng)無光時通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(fēng)光互補(bǔ)路燈” 一年大約可以節(jié)省電能3.6
51、x 109 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 3X107 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 C加熱到沸騰?水的比熱容為4.2 x 103 J/ (kg C)、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=3.6X109 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:Q 3.6X109 Jm 煤炭= = 3X107 J/kg = 120 kg(2)根據(jù)題意可知,水吸收的熱量:Q吸= 3.6 X 10 9 JX14W 5.04 X 10 8 J5.04 X 10 8 J根據(jù)Q吸=cm(t -to),所以可加熱到沸騰的水的質(zhì)量:m7k=c (tto) = 4.2 X 103 J/(kg C) X ( 100 C 20 C) = 1 500 kg類型2電熱計算3
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