中考物理专题复习之综合应用题课件

类型一交通工具类(力学)1.用速度公式v=计算：(1)要找出对应路程、对应时间或对应速度。(2)套单位。①s-m，t-s，v-m/s。②s-km，t-h，v-km/h。③换算：1m/s=3.6km/h。计算时要统一单位，不要混搭代入。2.用压强p=公式计算：(1)静止在水平面上时F=G总=G1+G2=(m1+m2)g。(2)受力面积S的单位要统一为m2。(3)交通工具与地面的接触面积，要根据题目判断题中给出的是轮子与地面接触的总面积还是每个轮子与地面接触的面积。3.用功的公式W=Fs计算：(1)找到做功的两个必要因素中的力和力的方向上的距离。(2)竖直举高物体，克服物体的重力做功：W=Gh，先算G=mg，质量m的单位必须用千克(kg)，高度h的单位为米(m)。(3)水平移动物体，克服物体的摩擦力做功：W=fs物，此时的条件为水平匀速直线运动，则F=f。4.用功率公式P=及P=Fv计算：(1)W没有特殊说明时，已知或所求的都是总功。(2)时间t的单位一定是秒(s)，功率P的单位一定是瓦(W)，速度v的单位一定是米/秒(m/s)，绝对不能用其他常用单位。5.用热机效率公式η=×100%计算：(1)先分清能量的转化方向是：内能→机械能。(2)内能的计算：Q放=qm或Q放=qV。(3)机械能的计算。①克服摩擦力做功W有=fs物(适用条件：物体沿水平面做匀速直线运动)。②克服重力做功W有=G物h(适用条件：物体向上运动)。6.用电动车(电动汽车)的效率公式η=×100%计算：(1)先分清能量的转化方向是电能→机械能。(2)电能的计算：W电=UIt、W电=Pt。(3)机械能的计算：克服摩擦力做功W有=fs物(适用条件：汽车沿水平面做匀速直线运动)。【核心考题】1.新能源纯电动汽车因其环保、节能、高效、维护方便等诸多优势，而有望在将来取代燃油车成为人们日常使用的重要交通工具，现在常德市的出租汽车中就已出现了纯电动汽车的靓丽身影。电动汽车提供能量的装置为车内的电池组，当它给电动机供电时，电动机将驱动车轮行驶。如图所示为国内某型号的纯电动汽车，若该车和车内乘客的总质量为2.4×103kg。每个车轮与地面的接触面积为0.01m2。当该车在水平路面上以25m/s的速度匀速行驶时，它受到的阻力约等于人和车总重的倍，此时电池组加在电动机两端的电压为320V，通过电动机的电流为60A。若连接导线的电阻不计，传动装置消耗的能量不计。(g取10N/kg)求：(1)该电动汽车此时对地面的压强。(2)该电动汽车将电能转化为机械能的效率。(3)该电动汽车电动机线圈的电阻。解：(1)电动汽车对水平地面的压力：×103kg××104N，受力面积S=4S0=4×0.01m2=0.04m2，电动汽车对水平地面的压强：p==6×105Pa。(2)电动汽车在水平路面上匀速行驶，则汽车受到的牵引力F=f=0.02G=0.02×2.4×104N=480N，汽车匀速行驶牵引力做功的功率：P有用×104W；电动汽车行驶消耗的电功率：P电=UI=320V×60A=1.92×104W；则该电动汽车将电能转化为机械能的效率：η=×100%=×100%=62.5%。(3)若连接导线的电阻不计，传动装置消耗的能量不计，则电动机线圈的发热功率为：P热=P电-P有用×104W-1.2×104W=7.2×103W，根据P=I2R可得：线圈的电阻R==2Ω。答：(1)该电动汽车此时对地面的压强是6×105Pa。(2)该电动汽车将电能转化为机械能的效率是62.5%。(3)该电动汽车电动机线圈的电阻是2Ω。2.(2019·南通质检)有一种环保汽车，以蓄电池为驱动能源，此环保汽车运动时，蓄电池为车上的电动机供电，电动机为汽车提供动力，某辆这种类型的环保汽车，总质量为3×103kg。当它在水平路面上匀速行驶时，电动机工作电流为50A，工作电压为300V，汽车所受阻力为车重的倍。(g取10N/kg)(1)若汽车电能转化为机械能的效率为80%，则匀速前进的速度多大？(2)用太阳能电池为电动机供电。太阳辐射的总功率为4×1026W，太阳到地球的距离为1.5×1011m，半径为r的球的表面积约为12r2。太阳能传播到地面的过程中有25%的能量损耗，这种汽车太阳能电池把太阳能转化为电能的效率为30%。求所需的太阳能电池板的最小面积是多大？【解析】(1)环保汽车的电功率为P电=UI=300V×50A=15000W，机械功率为P机=80%P电=0.8×15000W=12000W，因为P==Fv，所以汽车行驶的速度：v= =10m/s。(2)地面上每平方米面积接收太阳辐射功率：P0=W/m2，由题意知：30%P0S板=P电，解得：S板= =45m2。答案：(1)汽车匀速前进的速度为10m/s；(2)太阳能电池板的面积为45m2。3.我国首款大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600如图所示，该飞机蓄满水后总质量53.5t。为检测飞机性能，先后进行了模拟灭火和水面滑行测试。在灭火测试中，飞机盘旋在火场上方150m处，将所蓄水分次投下，每次投水200kg，用时20s到达地面。在水面滑行测试中，飞机在水平面上以10m/s的速度沿直线匀速滑行了60s，若飞机发动机牵引力的总功率始终保持2.5×106W。(g取10N/kg)求： (1)飞机蓄满水时总的重力为多少；(2)每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率；(3)飞机在水面沿直线匀速滑行时，飞机所受的牵引力。解：(1)飞机蓄满水时总的重力：G总=m总g=53.5×103kg×10N/kg=5.35×105N；(2)每次投水的质量m水=200kg，下落的高度h=150m，下落时间t=20s，则每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率：P水= =1.5×104W；(3)飞机在水面沿直线匀速滑行时，飞机的速度v=10m/s，飞机发动机牵引力的总功率P=2.5×106W，由P==Fv可得，飞机所受的牵引力：F==2.5×105N。答：(1)飞机蓄满水时总的重力为5.35×105N(2)重力做功的平均功率是1.5×104W(3)飞机所受的牵引力是2.5×105N4.如图为某型号中型履带式水陆两栖突击车，它采用了轻质铝合金装甲车体，进一步增强了水中浮渡能力，该两栖车装配有输出功率为1.1×106W的发动机。(1)在海面训练过程中，发射多枚炮弹后，车体向上浮起了一些。车底部受到水的压强将_________；在陆地上行驶，履带可以_________车体对地面的压强。(均选填“增大”“减小”或“不变”)

(2)两栖车的总质量约为30t，在深水中悬浮时，它受到的浮力是多少牛？(g取10N/kg)减小减小(3)两栖车在陆地上以36km/h的速度匀速行驶了72km时，若两栖车发动机的输出功率全部用于做机械功，发动机做了多少焦耳的功？【解析】(1)车体向上浮起时，排开水的体积减小，则液面下降，由p=ρgh知，车底所受到水的压强减小。履带可以增大受力面积，在压力不变时，车体对地面的压强减小。(2)根据物体的浮沉条件可知，车在水中悬浮时F浮=G=mg=30×103kg×10N/kg=3×105N(3)根据v=得，车行驶的时间t==2h=7200s根据P=得，发动机做的机械功W=Pt=1.1×106W×7200s=7.92×109J答案：(1)减小减小(2)它受到的浮力是3×105N(3)发动机做功7.92×109J(3)该无人机所需的能量是由一块电压为15V，容量为5000mA·h的电池提供，若无人机效率为70%，飞行时的实际输出功率为100W，则该机最多能飞行多少时间？解：(1)由P=UI可得，电动机正常工作时通过的电流：I==2A；(2)电动机线圈的热功率：P热=I2R=(2A)2×2Ω=8W，则电动机的输出功率：P机械=P-P热=30W-8W=22W；(3)电池的输出电压为15V，容量为5000mA·h，则电池储存的能量：W=UIt=15V×5000×10-3A×3600s=2.7×105J，由η=×100%可得，电能转为的机械能：W机=W×70%=2.7×105J×70%=1.89×105J，由P=可得，该机最多能飞行的时间：t= =1890s。答：(1)电动机正常工作时，通过的电流为2A。(2)单个电动机正常工作时的额定输出功率是22W。(3)该机最多能飞行1890s。类型二简单机械类(力学)【答题规则】1.杠杆平衡条件：F1l1=F2l2中，要注意力和力臂的对应性，切不可对应错误。2.滑轮组中绳子自由端移动的距离与物体移动距离的关系：s=nh(竖直提升重物)，s=ns物(水平移动物体)。3.滑轮、滑轮组中绳子自由端拉力F的求解：(1)定滑轮：F=G物(竖直提升重物，不考虑绳重及摩擦)或F=f(水平移动物体)。(2)动滑轮：F=(G物+G动)(竖直提升重物，不考虑绳重及摩擦)或F=f(水平移动物体)。(3)滑轮组：F=(G物+G动)(竖直提升重物，不考虑绳重及摩擦)或F=f(水平移动物体)。4.机械效率的计算：(1)滑轮组竖直方向提升重物： 。(2)滑轮组水平方向拉动物体：(f为物体克服的摩擦力)。(3)斜面：

×100%(h：斜面高，l：斜面长)。【核心考题】1.(2019·梧州一模)我国农村经常用辘轳将水从井里提上来，如图所示，辘轳的本质是可以连续转动的杠杆。已知吊桶的重力是20N，能装80N的水；井中水面到地面的高度为5m，不计摩擦及绳和摇柄质量。(1)请说明使用该机械比人直接提升吊桶的好处。(答出一条即可)(2)当人通过辘轳用20s的时间，将装满水的吊桶从水面匀速提升到地面时，人所做的有用功的功率是多大？(3)当人通过辘轳将装满水的吊桶匀速提升到地面时，辘轳的机械效率是多少？解：(1)使用辘轳将水从井里提上来的过程中，可以省力，也可以改变施力的方向，且使用时比较安全。(2)人所做的有用功：W有=Gh=80N×5m=400J；人所做有用功的功率：P==20W；(3)不计摩擦及绳和摇柄的质量，匀速提升吊桶所做总功：W总=Fh=100N×5m=500J；该机械的机械效率：η=×100%=×100%=80%。答：(1)使用辘轳将水从井里提上来的过程中，可以省力，也可以改变施力的方向，且使用时比较安全；(2)人所做有用功的功率是20W；(3)该机械的机械效率是80%。2.如图是用动滑轮提升货物A的示意图。在竖直向上的拉力F的作用下，重450N的货物A在50s的时间里，匀速竖直上升了10m。在这个过程中，拉力F做的功为5000J。求：(1)有用功W有。(2)拉力F的功率P。(3)动滑轮的机械效率η。解：(1)有用功为克服货物重力做的功，即W有=Gh=450N×10m=4500J(2)P=

=100W(3)η=

×100%=

×100%=90%答：(1)有用功W有是4500J(2)拉力F的功率P是100W(3)动滑轮的机械效率η是90%3.如图所示，某施工队利用滑轮组从水中提取物体，上升过程中物体始终不接触水底。已知物体质量为4t，体积为1m3。(g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3)

(1)物体完全浸没在水中时，求物体所受浮力的大小。(2)物体下表面与水面距离为3m时，求物体下表面所受水的压强。(3)若不计动滑轮的自重、绳重和摩擦，当浸没在水中的物体被匀速提升时，求电动机对绳子的拉力。(4)物体离开水面后，在电动机作用下匀速上升，若电动机功率为9kW、对绳子的拉力为1.5×104N，求物体上升的速度和滑轮组的机械效率(机械效率精确到0.1%)。解：(1)物体受到的浮力：F浮=G排=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×1m3×10N/kg=1×104N(2)物体下表面所受的压强：p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa(3)物体的质量：m=4t=4×103kg物体所受的重力：G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N动滑轮对物体的拉力：F1=G-F浮=4×104N-1×104N=3×104N电动机对绳子的拉力：F2==1×104N(4)由P==Fv电动机拉动绳子的速度为：v1==0.6m/s物体上升的速度为：v=v1=0.2m/s，滑轮组的机械效率为：η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%≈88.9%。答：(1)物体所受的浮力为1×104N。(2)物体下表面所受水的压强为3×104Pa。(3)电动机对绳子的拉力为1×104N。(4)物体上升的速度为0.2m/s，滑轮组的机械效率为88.9%。4.如图甲所示，工人沿斜面把一箱货物从底端推进车厢，货物移动的距离s与时间t的关系如乙所示。在此期间，工人推这箱货物沿斜面匀速运动时的推力为594N，此斜面的长为5m，高为1m，这箱货物重为1500N。 (1)5～30s内，这箱货物运动的速度是多少？(2)推力做功的功率是多大？(3)该斜面的机械效率是多少？(4)这箱货物沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦力为多大？解：(1)由图可知，5～30s内，这箱货物运动的距离s=5m，其速度v==0.2m/s；(2)推力做功W总=Fs=594N×5m=2970J；则功率P==118.8W；(3)有用功W有用=Gh=1500N×1m=1500J；则机械效率η=×100%=×100%≈50.5%。(4)总功等于有用功和额外功之和，克服摩擦力所做的功：W额=W总-W有用=2970J-1500J=1470J，由W额=fs可得，摩擦力的大小：f==294N。答：(1)货物运动的速度是0.2m/s。(2)推力做功的功率是118.8W。(3)该斜面的机械效率是50.5%。(4)这箱货物沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦力为294N。5.如图甲所示是位于宜宾市高庄桥的国内首座“公路在下、铁路在上”的金沙江公铁两用大桥的施工现场照片。如图乙所示是某次施工中使用的升降与移动的塔吊和滑轮组，为了保证塔吊起重物不会翻倒，在塔吊左边配有一个重物P，已知OA=12m，OB=4m，动滑轮的质量为40kg，一块重为8×104N、体积为1m3的正方体物块D。(忽略江水流动对物块的影响，不计绳、塔吊横梁及定滑轮的自重和摩擦，江水密度取ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg) (1)若物块D从平台上匀速升降，为了保证铁塔不致翻倒，使其横梁始终保持水平，求塔吊左边的配重物P的质量为多少千克？(2)若将物块D完全浸没水中后以0.4m/s的速度匀速下沉到江底，则拉力F的功率是多少？(3)若将物体D从江底匀速打捞出水面，假如绳子自由端的最大拉力为2.5×104N，那么物体D露出体积为多少时，绳子刚好被拉断？解：(1)重物的质量：m物==8000kg，由杠杆平衡条件可得：OA×m总g=OB×m配

g，即：OA×(m物+m动)g=OB×m配g，解得：m配= = =24120kg；(2)由题可知，不计摩擦和绳重，由图可知，绳子的有效股数n=3，物块D完全浸没水中所受的浮力：F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×1m3×10N/kg=1×104N，浸没水中时物体对滑轮的拉力：F′=G物-F浮=8×104N-10000N=7×104N，拉力：F=(F′+G动)绳子自由端的移动速度：v′=3v物拉力F的功率：P=Fv′=(F′+G动)v物=(7×104N+40kg×10N/kg)×0.4m/s=28160W；(3)当绳子自由端的最大拉力为F大=2.5×104N时，由F大=(F拉+G动)可知物体拉滑轮的力F拉为：F拉=3F大-G动=3×2.5×104N-40kg×10N/kg=74600N，此时物体所受的浮力：F浮′=G物-F拉=8×104N-74600N=5400N，浸在水中的体积：V排′= =0.54m3，物体露出水面的体积：V露=V-V排′=1m3-0.54m3=0.46m3。答：(1)塔吊左边的配重物P的质量为24120kg

(2)拉力F的功率是28160W

(3)物体D露出体积为0.46m3时，绳子刚好被拉断类型三动态电路类(电学)【答题规则】1.取值范围和极值类：(1)根据题中已知条件，列出符合题意的不等式。(2)将不等式中的物理量整理成包含滑动变阻器阻值的式子。(3)代入数据求出滑动变阻器阻值的范围。(4)若求解电路中的电流、用电器电压、功率以及电路总功率的范围，则应找准相应的计算公式，再将公式中的物理量整理成包含滑动变阻器阻值的式子。(5)代入滑动变阻器最大阻值，可求出电路中的最小电流、用电器两端最小电压、用电器最小功率和电路消耗的最小功率。反之，代入滑动变阻器最小阻值，可求出电路中的最大电流、用电器两端最大电压、用电器最大功率和电路消耗的最大功率。(串联电路)2.动态电路类：(1)分析电路并画出等效电路图。(2)判断电路中各元件的连接方式及电表所测对象。(3)判断开关断开或闭合(滑片滑动)时，电路的连接方式、电表所测对象及电路总电阻的变化，再结合电源电压不变和电路总电阻的变化，判断电路中电流的变化。(4)根据串、并联电路U、I、R关系及欧姆定律和电功率的知识列出相应的关系式即可解答。【核心考题】1.如图所示电路，电源电压恒定，小灯泡上标有“6V

3.6W”字样(灯丝电阻不变)，R1为阻值30Ω的定值电阻，请计算：(1)小灯泡正常发光时的电阻是多少？(2)当S1断开，S2、S3闭合时，小灯泡刚好正常发光，则电源电压是多少？(3)当S1、S2断开，S3闭合时，电路中的电流是多少？(4)该电路的最大功率是多少？【解析】(1)小灯泡正常发光时的电阻：RL==10Ω；(2)当S1断开，S2、S3闭合时，电路为灯泡的基本电路；因为灯泡正常发光，所以电源电压：U=UL=6V；(3)当S1、S2断开，S3闭合时，R1和灯泡L串联；电路中的电流：I= =0.15A；(4)当S3断开，S1、S2闭合时，R1和灯泡L并联，此时电路消耗的功率最大；电路中的总电阻：R==7.5Ω；电路中的电流：I′==0.8A；电路的最大功率：P=UI′=6V×0.8A=4.8W。答：(1)小灯泡正常发光时的电阻是10Ω(2)电源电压是6V(3)电路中的电流是0.15A(4)电路的最大功率是4.8W2.某电熨斗的电路如图所示，额定电压为220V，最大功率为440W，发热器部分由调温电阻R和定值电阻R0组成。调温电阻R是可变电阻，其最大阻值为110Ω。温度对电阻值的影响忽略不计，则：(1)该电熨斗以最大功率工作10min消耗多少电能？(2)定值电阻R0的阻值为多大？(3)该电熨斗在以额定电压工作时的最小功率是多大？此时通过电熨斗的电流是多大？解：(1)t=10min=600sW=Pmaxt=440W×600s=2.64×105J(2)R的滑片在最左端时，功率最大方法一：R0==110Ω方法二：I==2AR0==110Ω。(3)R的滑片在最右端时，功率最小R总=R+R0=110Ω+110Ω=220Ω方法一：Pmin=

=220WI=

=1A方法二：I=

=1APmin=UI=220V×1A=220W答：(1)电熨斗消耗的电能是2.64×105J。(2)定值电阻R0的阻值是110Ω。(3)电熨斗在额定电压下工作时的最小功率是220W，此时通过电熨斗的电流是1A。3.如图，已知电源电压为24V，R2上标有“100Ω

3A”的字样，灯泡上标有“12V

3W”的字样，电流表A1的量程为0～0.6A，电流表A的量程为0～3A。(1)求灯泡正常工作时的电阻。(2)当闭合S，断开S1、S2时，灯泡正常工作，求R1的电阻。(3)当S、S1、S2都闭合时，调节滑动变阻器，求R2的电功率变化范围。 解：(1)RL==48Ω。(2)闭合S，断开S1、S2时，R1与灯泡L串联，灯L发光正常，U1=U电-U额=24V-12V=12VIL额==0.25AI=IL额，R1==48Ω。(3)当S、S1、S2都闭合时，R1、R2并联，灯泡被短路，U1′=U2=U电=24VI1==0.5AI干max=3A，I2max=I干max-I1=3A-0.5A=2.5AP2max=U2I2max=24V×2.5A=60WR2max=100Ω，P2min=

=5.76WR2的电功率范围为～60W答：(1)灯泡正常工作时的电阻是48Ω(2)R1的阻值是48Ω(3)R2的电功率变化范围是～60W4.已知灯泡A标有“6V

3W”，灯泡B标有“6V

6W”字样，滑动变阻器R的规格是“50Ω

2A”，A灯和B灯的电流和其两端电压的变化关系如图甲所示，则：(1)将两灯并联接在电压为6V的电源上，求通电1min两灯消耗的电能。(2)将两灯串联接在某一电源上，使其中一个灯正常发光，求此时另一个灯的功率是多大？(3)将A灯与变阻器R串联接在12V的电源两端，如图乙所示，调节变阻器，当滑动变阻器的功率是灯泡A功率的2倍时，求变阻器的功率。解：(1)将A、B并联接在6V电源两端时，因并联电路中各支路两端的电压相等，两灯泡两端的电压均为额定电压6V，实际功率和额定功率相等，即PA=3W，PB=6W，则电路的总功率：P总=PA+PB=3W+6W=9W，由P=可得，1min内电路消耗的电能：W总=P总t=9W×1×60s=540J；(2)由P=UI得，A灯正常发光时的电流IA==0.5A；B灯正常发光时的电流IB==1A，将两灯串联接在某一电源上，使其中一个灯正常发光，另一灯又不能烧坏，所以应该是额定电流较小的A灯正常发光，电路中的电流应该为I=IA=0.5A，查图象知，A灯正常发光电流为I=0.5A时，B灯两端的电压U=2V，此时B灯功率P=UI=2V×0.5A=1W；(3)将A灯与滑动变阻器R串联接在12V电源两端时，滑动变阻器的功率是A灯功率的2倍，由P=UI可得，U滑=2UA′，电源电压：U电=U滑+UA′=2UA′+UA′=3UA′=12V，解得：UA′=4V，则U滑=2UA′=2×4V=8V，由图象可知，UA′=4V时，电路中的电流I′=0.4A，则滑动变阻器的功率：P滑=U滑I′=8V×0.4A=3.2W。答：(1)通电1min两灯消耗的电能是540J(2)另一个灯的功率是1W(3)变阻器的功率是3.2W5.如图甲所示电路，电源电压恒为6V，小灯泡L的I-U图象如图乙所示。电阻R1为30Ω，滑动变阻器R2的额定电流为1A，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V。请画出该题的各个等效电路图。(1)当开关S1、S2、S3都闭合时，L正常发光，此时通过R1的电流是多少？(2)只闭合开关S3，移动滑片P，当R2接入电路中的阻值为其最大阻值的时，电流表的示数为0.2A，滑动变阻器的最大阻值是多少？(3)在保证各元件安全的条件下，电路消耗的最大功率和最小功率各是多少？解：(1)当开关S1、S2、S3都闭合时，滑动变阻器R2短路，等效电路图如图1所示，L正常发光，根据并联电路电压的规律，电源电压即小灯泡的额定电压为6V，R1的电压为6V，由欧姆定律，此时通过R1的电流是：I1==0.2A。(2)只闭合开关S3，小灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器的电压，电流表测电路中的电流，等效电路图如图2所示，移动滑片P，当R2接入电路中的阻值为其最大阻值的时，电流表的示数为0.2A，此时，由图乙，小灯泡L的电阻为RL′==20Ω，由欧姆定律得电路的总电阻：R==30Ω，根据电阻的串联，R=RL′+R2，滑动变阻器的最大阻值是：R2=4(R-RL′)=4×(30Ω-20Ω)=40Ω。(3)由图乙知，小灯泡的电压为6V时，小灯泡的额定电流为0.25A，由欧姆定律得小灯泡正常发光的电阻：RL==24Ω；①根据P=，当电路的总电阻最小时，总功率最大，根据串联电阻大于其中任一电阻，并联电阻小于其中任一电阻，故只有当开关S1、S2、S3都闭合，小灯泡与R1并联时，总电阻最小，如图1所示，R并=电路的最大功率：Pmax==2.7W；②根据P=，当电路的总电阻最大时，总功率最小，因R1>RL，故当R1与滑动变阻器的最大电阻串联时，即只闭合开关S1，移动滑片P使R2接入电路中的阻值为其最大阻值时，如图3所示，电路的总电阻最大；因R1<R2，电源电压为6V，根据分压原理，此时电压表示数大于3V，电压表不安全，故当R′2=R1=30Ω时电路的功率最小Pmin= =0.6W。答：(1)当开关S1、S2、S3都闭合时，L正常发光，此时通过R1的电流是0.2A(等效电路图见解析图1)。(2)滑动变阻器的最大阻值是40Ω(等效电路图见解析图2)。(3)在保证各元件安全的条件下，电路消耗的最大功率为2.7W，最小功率是0.6W(等效电路图见解析图3)。类型四电热器类(电热综合)【答题规则】1.多挡位电热器类：(1)无论哪种挡位，电路的总电压U保持不变。(2)改变挡位实际是改变了电路的连接方式：①两电阻串联；②两电阻并联；③其中一个电阻被开关短路(串联电路)或断路(并联电路)，此时电路中只接入了其中一个电阻。(3)结合欧姆定律I=比较每种连接方式对应的总电流I的大小，进而对电路所处状态做出判断。总电流最大时电路处于高温挡(加热挡)，总电流最小时电路处于低温挡(保温挡)，总电流居中时电路处于中温挡。(4)结合电功率公式P=，比较每种连接方式对应的总电功率P的大小，进而判断电路所处状态。总电功率最大时电路处于高温挡(加热挡)，总电功率最小时电路处于低温挡(保温挡)，总电功率居中时电路处于中温挡。2.电热器铭牌类：要认真阅读铭牌中的信息，找出解题时用到的物理量(如额定电压、额定功率等)，弄清电路的连接方式，选准电学、热学中的规律和公式进行解答。【核心考题】1.新型电饭锅采用“聪明火”技术，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，其简化电路图如图乙所示，R1和R2均为电热丝，S1是自动控制开关。煮饭时把电饭锅接入220V的电路中，在电饭锅工作的30min内，电路中总电流随时间的变化如图丙所示，求：(1)S和S1都闭合时电饭锅的电功率。(2)电热丝R2的阻值。(3)这30min内电饭锅产生的热量。解：(1)由乙电路图可知，S和S1都闭合时，电阻R1与R2并联，电路中的电流最大，由图丙可知，电饭锅的最大电流I=3A，则此时电饭锅的电功率：P1=UI=220V×3A=660W；(2)由乙电路图可知，只闭合S时，电路为R1的简单电路，电路中的电流较小，处于保温状态，由丙图可知，通过R1的电流I1=2A，R1与R2并联时，通过R2的电流：I2=I-I1=3A-2A=1A，由欧姆定律可得R2的阻值：R2==220Ω；(3)由图丙可知，在0～10min和15～20min时间段处于加热状态，则加热时间t1=15min=900s；电饭锅的保温时间：t2=t-t1=30min-15min=15min=900s，电饭锅的保温功率：P2=UI1=220V×2A=440W；这30min内电饭锅产生的热量：Q=W=W1+W2=P1t1+P2t2=660W×900s+440W×900s=9.9×105J。答：(1)S和S1都闭合时电饭锅的电功率是660W。(2)电热丝R2的阻值是220Ω。(3)30min内电饭锅产生的热量是9.9×105J。2.小明和妈妈一起去商场选购了“亚米牌”全自动豆浆机，回到家，他马上阅读了使用说明书，了解了豆浆机的主要结构(如图甲)、使用方法及注意事项，并观察了豆浆机铭牌(如图丙)，电路原理图可等效成图乙。下表是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机工作时间与对应的工作状态。请你帮小明解决下列问题： 工作时间(min)0～11～55～66～10工作状态粉碎打浆加热粉碎打浆加热(1)豆浆机正常工作电热丝电阻是多少？(2)豆浆机正常工作做一次豆浆，电流做功多少焦？(3)小明想了解家里电路的实际电压，于是将家里的其他用电器都关闭，他观察到豆浆机的电热丝工作时，家里标有“2000r/kW·h”字样的电能表转盘在3min内转了50转，则他家电路的实际电压是多少？(不考虑温度对电阻的影响)解：(1)由P=可得，电热丝的电阻：R==80Ω；(2)由表格数据可知，豆浆机正常工作一次，加热时间tR=8min=480s，电动机工作时间tM=2min=120s，由P=可得，豆浆机正常工作做一次豆浆，电流做功：W=PRtR+PMtM×105J；(3)将家里的其他用电器都关闭，只有豆浆机的电热丝工作时，豆浆机的电热丝3min内消耗的电能：W实=kW·h=0.025kW·h=9×104J，电热丝的实际功率：P实==500W，他家电路的实际电压：U实= =200V。答：(1)豆浆机正常工作电热丝电阻是80Ω。(2)豆浆机正常工作做一次豆浆，电流做功3.024×105J。(3)他家电路的实际电压是200V。3.如图甲、乙是一种家用电熨斗及其简化电路原理图(额定电压为220V)，虚线框内为加热电路，R0是定值电阻，R是可变电阻(调温开关)。该电熨斗温度最低时的耗电功率为121W，温度最高时的耗电功率为484W，根据以上信息计算： (1)定值电阻R0的阻值；(2)可变电阻R的阻值变化范围；(3)假定电熨斗每秒钟散发的热量Q跟电熨斗表面温度与环境温度的温差关系如图丙所示，现在温度为20℃的房间使用该电熨斗熨烫毛料西服，要求熨斗表面温度为220℃，且保持不变，问应将R的阻值调为多大？解：(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电熨斗的电功率最大，由P=可得，R0的阻值：R0==100Ω，(2)当R的阻值接入电路中的电阻最大时，电熨斗消耗的电功率最小，此时电路中的总电阻：R总==400Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，R的最大阻值：R=R总-R0=400Ω-100Ω=300Ω，可变电阻R的阻值变化范围为0～300Ω；(3)熨斗表面温度为220℃，此时电熨斗表面温度与环境温度之差：Δt=220℃-20℃=200℃，由图象知，电熨斗每秒钟散发的热量Q=440J，则散热功率P散= =440W，要保持电熨斗的表面温度不变，则电熨斗的电功率P=P散=440W，此时电路中的总电阻：R总′ =110Ω，则R的阻值：R′=R总′-R0=110Ω-100Ω=10Ω。答：(1)定值电阻R0的阻值是100Ω

(2)可变电阻R的阻值变化范围是0～300Ω

(3)R的阻值调为10Ω4.(2019·泰州一模)如图所示是某型号电压力锅工作电路简图。R2的阻值为440Ω，接通电路后，开关S自动与触点a、b接通，1挡加热器工作。当锅内混合物质温度达到102℃时，开关S自动与a、b断开，并与触点c接通，2挡加热器工作，此时锅内混合物质温度不变，保持锅内压强不变，进入保压状态。现将质量为2.0kg，初温为36℃的混合物质放入压力锅中，接通电路使其正常工作20min，电压力锅加热16min后开始保压。假设加热器产生的热量全部被混合物质吸收[混合物质的比热容c=4.0×103J/(kg·℃)]。求：(1)2挡加热器的功率；(2)R1阻值；(3)电压力锅最后4min内消耗的电能。解：(1)由题意可知，开关S与触点a、b接通时，R1与R2并联，1挡加热器开始加热；开关S自动与a、b断开，并与触点c接通时，电路为R2的简单电路，2挡加热器工作，2挡加热器的功率：P2==110W；(2)当锅内混合物质温度达到102℃时，开始保压，则混合物质温度升高到102℃时所吸收的热量：Q吸=cm(t-t0)=4.0×103J/(kg·℃)×2kg×(102℃-36℃)=5.28×105J，因加热器产生的热量全部被混合物质吸收，故1挡的加热功率：P1=550W；因电路中总功率等于各用电器功率之和，R1的电功率：P1′=P1-P2=550W-110W=440W，根据P=可得R1的阻值：R1==110Ω；(3)由于电压力锅正常工作时间为20min，电压力锅加热16min后开始保压，所以电压力锅最后4min处于保压状态，则消耗的电能：W=P2t′=110W×4×60s=2.64×104J。答：(1)2挡加热器的功率为110W。(2)R1阻值为110Ω。(3)电压力锅最后4min内消耗的电能为2.64×104J。5.如图所示是某款电热水壶及其铭牌的部分参数，当电热水壶正常工作时，求：额定电压220V频率50Hz额定功率1000W容量1.5L(1)电热水壶的电阻。(2)将一壶水从25℃加热到100℃时，水吸收的热量。[c水=4.2×103J/(kg·℃)](3)若加热一壶水所需时间为10min，电热水壶的热效率。解：(1)由P=可得，电热水壶的电阻：R==48.4Ω。(2)水的体积V=1.5L=1.5×10-3m3，由ρ=得水的质量：m=ρV=1×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.5kg，水吸收的热量：Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1.5kg×(100℃-25℃)=4.725×105J。(3)电热水壶消耗的电能：W=Pt′=1000W×10×60s=6×105J，电热水壶的热效率：η=×100%=×100%=78.75%答：(1)电热水壶的电阻为48.4Ω。(2)水吸收的热量为4.725×105J。(3)电热水壶的热效率为78.75%。类型五敏感电阻类(力电综合)【答题规则】此类型试题在题干中一般会有一个串联电路图，对应的是一个图象信息或者一些物理量对应的表格信息。解题思路：(1)分析电路的组成，找出敏感电阻，判断电表的测量对象。(2)结合图象或表格中的数据信息，确定敏感电阻随外界环境(如温度、压力、光照、气体浓度等)的变化规律。(3)结合串联电路的电流、电压和电阻规律，利用欧姆定律和电功率的相关公式进行计算。【核心考题】1.甲醛对人体的危害非常大，因此装修房屋时检测甲醛污染指数很重要。如图甲是一款甲醛检测仪的工作原理图，电源电压恒为3V，R0是阻值为10Ω的定值电阻，R为可以感知甲醛污染指数的可变电阻，其阻值随甲醛污染指数的变化图象如图乙所示。当污染指数在50以下为轻度污染，50～100之间为中度污染，100以上为重度污染。问：(1)污染指数为50时，电阻R的阻值是多少？(2)电压表示数为1V时，甲醛污染指数是否属于重度污染？解：由电路图可知，两电阻串联，电压表测定值电阻R0两端的电压；(1)由图象可知，污染指数为50时，可变电阻连入电路中的阻值为50Ω。(2)电压表示数为1V时，则电路中的电流为I==0.1A，可变电阻两端电压UR=U-U0=3V-1V=2V，根据欧姆定律可得，此时可变电阻的阻值：R==20Ω，由图乙可知，此时污染指数为150，属于重度污染。答：(1)污染指数为50时，电阻R的阻值是50Ω；(2)电压表示数为1V时，甲醛污染指数属于重度污染。2.如图甲是汽车的一种自动测量油箱内油量的简易装置，R是阻值均匀的变阻器，它的滑片连在杠杆的一端，当油箱内油面发生变化时，浮标通过杠杆使滑片P在电阻R上滑动，引起油量表的指针偏转。油量表实际上是一个有“0～0.6A”和“0～3A”两个量程的电流表，电源电压为12V且保持不变，R0=10Ω。当长方体油箱中有55L汽油时，油量表的指针满偏，此时R0两端的电压为6V；当油箱中的汽油还有5L时，滑片P刚好在R的中点，油量表的示数如图乙所示，此时报警电路(图中未画出)开始自动报警，提醒司机尽快加油。油箱中汽油的体积V和变阻器接入电路的电阻R的关系如图丙所示。问： (1)油箱装满汽油时R0消耗的电功率是多少？(2)变阻器R的总电阻是多少？(3)当油量表的示数为0.4A时，油箱里还有多少升汽油？解：(1)油箱中装满油时，R0两端电压为6V，这时通过R0的电流是：I0==0.6A，此时油量表满偏，故电流表改装的油量表选用的是0～0.6A的量程；此时R0消耗的电功率是：P0=U0I0=6V×0.6A=3.6W。(2)油量为5L时滑片在R的中点，油量表示数如图乙所示，此时0.1A=，解得变阻器的总电阻是：R=220Ω。(3)当电流表示数为0.4A时，即0.4A=，解得R1=20Ω；当电流表示数为0.1A时，由(2)知R2=110Ω，当电流表满偏时，即0.6A=，解得R3=10Ω。由图丙知55L=k×10Ω+b，5L=k×110Ω+b，解得k=-，b=60，所以V=(-×20+60)L=50L。答：(1)R0消耗的电功率是3.6W

(2)变阻器R的总电阻是220Ω

(3)油箱里还有50L3.(2019·莆田二模)图甲是大型机械厂用来称重的电子吊秤。某物理小组设计了“吊秤”的模拟电路如图乙，电路中电源电压恒为6V，R1为拉力敏感电阻，R0为定值电阻，拉力敏感电阻R1与所受拉力F的关系如表所示。拉力F/N050100150200250300…电阻R1/Ω300270240210180150120…(1)当拉力为0N时，电流表示数为10mA，求R0的阻值。(2)当拉力敏感电阻受到375N的拉力时，电流表的示数为多少毫安？(3)若将电流表改装成“吊秤”刻度盘，其刻度线分布是否均匀？请简要说明理由。解：(1)电流表示数为10mA，则根据I=可得电路的总电阻：R==600Ω，由表格数据可知：当F=0N时，R1=300Ω。由图可知：R1、R0串联，根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可得：R0=R-R1=600Ω-300Ω=300Ω。(2)由表格数据可知：拉力敏感电阻R1与所受拉力F的关系式为R1。当拉力为375N时，R1′=75Ω，此时电路的总电阻为R′=R1′+R0=75Ω+300Ω=375Ω，所以，电流表示数I′==0.016A=16mA；(3)根据电阻的串联特点和欧姆定律可得：电流表示数与拉力之间的关系式为：I=

，由此可知：电流表示数与拉力不成正比，所以，刻度线分布不均匀。答：(1)R0的阻值为300Ω。(2)当拉力敏感电阻受到375N的拉力时，电流表的示数为16mA。(3)若将电流表改装成“吊秤”刻度盘，其刻度线分布不均匀；原因是电流表示数与拉力不成正比。4.为了防止酒驾事故的出现，酒精测试仪已被广泛应用。交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理如图所示。电源电压恒为8V，传感器电阻R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，当酒精气体的浓度为0时，R2的电阻为60Ω。使用前要通过调零旋钮(即滑动变阻器R1的滑片)对酒精测试仪进行调零，此时电压表的示数为6V。(1)电压表的示数为6V时，电流表的示数为多少？(2)电压表的示数为6V时，滑动变阻器R1的阻值为多少？(3)调零后，R1的电阻保持不变。某驾驶员对着酒精测试仪吹气10s，若电流表的示数达到0.2A，表明驾驶员酒驾，此时电压表的示数为多少？解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。(1)已知当酒精气体的浓度为0时，R2的电阻为60Ω，此时电压表的示数为6V，根据欧姆定律可得，电流表的示数：I==0.1A；(2)因为串联电路中总电压等于各分电压之和，此时R1两端的电压：U1=U-U2=8V-6V=2V，由欧姆定律可得，滑动变阻器R1的阻值：R1==20Ω；(3)调零后，R1的电阻保持不变，由欧姆定律可得，此时变阻器两端的电压：U1′=I′R1=0.2A×20Ω=4V，根据串联电路电压的规律，所以电压表的示数：U2′=U-U1′=8V-4V=4V。答：(1)电压表的示数为6V时，电流表的示数为0.1A；(2)电压表的示数为6V时，滑动变阻器R1的电阻值为20Ω；(3)调零后，电流表的示数达到0.2A时，电压表的示数为4V。5.随着社会的发展和科技的进步，电路元件在各行各业得到广泛的应用，其中热敏电阻就是其中之一。热敏电阻的阻值会随温度的变化而变化。图甲是用热敏电阻测量环境温度的电路，电路中电流表的量程为0～0.02A，滑动变阻器R的铭牌上标有“150Ω0.3A”字样，Rt为热敏电阻，其阻值随环境温度变化关系如图乙所示，电源电压保持不变，请完成下列小题： (1)将此电路放入温度为10℃的环境中，闭合开关S，调节滑片P，使滑动变阻器接入电路的电阻R=100Ω，此时电流表的读数为0.01A，求电源电压。(2)若环境温度为30℃时且滑动变阻器接入电路的电阻R=100Ω，求电流表的示数。(3)当环境达到最高温度时滑动变阻器完全接入电路，则环境最高温度为多少？解：(1)由电路图可知，滑动变阻器与热敏电阻串联，电流表测电路中的电流，由图乙所示图象可知，温度为10℃时，热敏电阻阻值为500Ω，由I=可知，电源电压：U=I(Rt+R)=0.01A×(500Ω+100Ω)=6V。(2)由图乙可知，温度为30℃时，热敏电阻的阻值为300Ω，电路中电流表的示数：I′= =0.015A。(3)由图乙可知，环境温度越高，热敏电阻的阻值越小，则串联电路中的电流越大，且由题意可知，电路中电流最大为0.02A，当电路中电流最大为0.02A时，热敏电阻的阻值最小，所测环境温度最高，由电阻的串联和欧姆定律可得：R总=Rt小+R滑最大==300Ω，则热敏电阻的最小阻值：Rt小=R总-R滑最大=300Ω-150Ω=150Ω，由图乙可知其工作的最高环境温度为45℃。答：(1)电源电压为6V；(2)若环境温度为30℃时且滑动变阻器接入电路的电阻R=100Ω，电流表的示数为0.015A；(3)当环境达到最高温度时滑动变阻器完全接入电路，则环境最高温度为45℃。类型六清洁能源类【答题规则】1.太阳能加热类：(1)能量转化：太阳能→内能。(2)太阳能的计算：E=PSt。(3)内能的计算：Q吸=cm(t-t0)。(4)转化效率：η=×100%。2.电热类：(1)能量转化：电能→内能。(2)电能的计算：W电=UIt、W电=Pt。(3)内能的计算：Q吸=cm(t-t0)。(4)转化效率：η=×100%。3.天然气(可燃冰)加热类：(1)能量转化：化学能→内能。(2)燃料燃烧放热计算：Q放=qm、Q放=qV。(3)内能的计算：Q吸=cm(t-t0)。(4)转化效率：η=×100%。4.风光互补发电类：(1)能量转化：风能(光能)→电能。(2)风能的计算：W风=Pt。(3)光能的计算：E=PSt。(4)电能的计算：W