中考物理复习 题型复习（四）综合计算题试题_1

我们在这里，召开私营企业家联谊会，借此机会，我代表成都市渝中工商局、渝中区私营企业协会，祝各位领导新年快乐、工作愉快、身体健康，祝各位企业家事业兴旺题型之一力学综合1(2016黔西南)我州少数民族喜欢依山傍水而居，善于使用楠竹制作竹筏若某竹筏用7根完全相同的楠竹制作而成，每根楠竹质量为8 kg，体积为0.1 m3，忽略制作竹筏所使用绳子的质量g取10 N/kg.求：(1)不载人时，竹筏漂浮于水面受到的浮力及排开水的体积；(2)为安全起见，竹筏最多能有的体积浸入水中，若乘客质量均为50 kg，不计竹筏的质量，该竹筏最多能载多少人解：(1)竹筏漂浮于水面，受到的浮力：F浮G竹筏nm竹g78 kg10 N/kg560 N根据F浮水gV排可得排开水的体积：V排5.6102m2(2)竹筏的体积浸入水中时，排开水的体积：V排 70.1 m30.35 m3此时竹筏受到的浮力：F浮水gV排1103 kg/m310 N/kg0.35 m33.5103 N不计竹筏的质量，竹筏仍然漂浮，则人的总重力G总F浮3.5103 N，所以，该竹筏最多能载的人数：n人7(人)2(2016包头)如图所示，A为直立固定的柱形水管，底部活塞 B与水管内壁接触良好且无摩擦，在水管中装适量的水，水不会流出. 活塞通过竖直硬杆与轻质杠杆OCD的C点相连，O为杠杆的固定转轴，滑轮组(非金属材料)绳子的自由端与杠杆的D端相连，滑轮组下端挂着一个磁体E，E的正下方水平面上也放着一个同样的磁体 F(极性已标出)当水管中水深为40 cm时，杠杆恰好在水平位置平衡已知OCCD12，活塞 B与水的接触面积为30 cm2，活塞与硬杆总重为3 N，每个磁体重为11 N，不计动滑轮、绳重及摩擦. (g取10 N/kg，水1.0103 kg/m3 )求：(1)水管中水对活塞B的压强(2)绳子自由端对杠杆D端的拉力(3)磁体F对水平面的压力解：(1)水管中水对活塞B的压强：pB水gh1.0103 kg/m310 N/kg40102 m4103 Pa(2)由p 变形可得，水对活塞的压力：FBpBSB4103 Pa30104m212 N，杠杆C受到的压力：FCFBG活塞12 N3 N15 N，由杠杆的平衡条件可得：FCOCFDOD，则绳子自由端对杠杆D端的拉力：FD FCFC15 N5 N(3)因力的作用是相互的，所以，杠杆D端对滑轮组绳子的自由端的拉力也为5 N，由同名磁极相互排斥可设磁极间的作用力为F斥，把动滑轮和磁体E看做整体，受到竖直向上两股绳子的拉力和磁极间的斥力、竖直向下磁体E的重力，由力的平衡条件可得：2FDF斥GE，则F斥GE2FD11 N25 N1 N，磁体F对水平面的压力：F压GFF斥11 N1 N12 N3(2016承德模拟)小雨站在水平地面上，通过如图所示的滑轮组从井中提水(不计绳重及摩擦)已知小雨的质量为50 kg、双脚与地面的接触面积为0.04 m2，圆柱形水桶的底面积为0.2 m2、容积为0.1 m3(不计桶的厚度)(1)小雨的重力是多少？(2)将空桶匀速下放的过程中(桶底未接触水面)，小雨对地面的压强为1.15104 Pa，则桶和动滑轮总重是多少？(3)向上提水，当桶底受到水向上压强为2.5103 Pa时，小雨对地面压强为1104 Pa；将水桶拉离水面后，匀速拉动过程中滑轮组的机械效率是多少？解：(1)小雨的重力：Gmg50 kg10 N/kg500 N(2)由p可得，小雨对地面的压力：FNp人S人1.15104 Pa0.04 m2460 N小雨对绳子的拉力：FG人FN500 N460 N40 N由图可知，n3，不计绳重及摩擦，由FG点可得，桶和动滑轮总重：G0nF340 N120 N(3)由pgh可得，桶底所处的深度：h10.25 m水桶排开水的体积：V1Sh10.2 m20.25 m0.05 m30.1 m3水桶受到的浮力：F浮水gV排水gV11.0103 kg/m310 N/kg0.05 m3500 N此时小雨对地面的压力FNP人S人1104 Pa0.04 m2400 N小雨对绳子的拉力：FG人FN500 N400 N100 N，由F(G水G0F浮)可得，水的重力：G水nFF浮G03100 N500 N120 N680 N，水桶拉离水面后，匀速拉动过程中滑轮组的机械效率：100%100%100%100%85%4(2016烟台)某课外科技小组的同学对自动冲水装置进行了研究(如图所示)该装置主要由水箱、浮球B、盖板C和一个可以绕O点自由转动的硬杆OB构成，AC为连接硬杆与盖板的细绳随着水位的上升，盖板C所受的压力和浮球B所受的浮力均逐渐增加，当浮球B刚好浸没到水中时，硬杆OB处于水平状态，盖板C恰好被打开，水箱中的水通过排水管排出经测量浮球B的体积为1103 m3，盖板的横截面积为6103 m2，O点到浮球球心的距离为O点到A点距离的3倍不计硬杆、盖板以及浮球所受的重力以及盖板的厚度求：(g取10 N/kg)(1)水箱内所能注入水的最大深度；(2)在你以上的计算中忽略了硬杆、盖板以及浮球的重力，如果考虑它们的重力，你认为设计时应采取哪些措拖可保证自动冲水装置正常工作？(写出一种措施即可)解：(1)当浮球B刚好浸没到水中时，排开水的体积和自身的体积相等，则浮球B受到的浮力：F浮gV排gVB1.0103 kg/m310 N/kg1103 m310 N此时硬杆OB处于水平状态，由杠杆的平衡条件可得：FAOAF浮OB，则盖板受到绳子的拉力：FA F浮310 N30 N盖板C恰好被打开时，处于平衡状态，受到绳子的拉力和液体对盖板的压力是一对平衡力，所以，水对盖板的压力F压FA30 N，由压强公式p 可得，盖板受到水的压强：p5 000 Pa由pgh可得，水箱内所能注入水的最大深度：h 0.5 m(2)考虑硬杆、盖板以及浮球的重力时，绳子对盖板的拉力减小，根据杠杆的平衡条件可知，要使盖板被打开，应增大绳子的拉力，可以增大浮球体积增大浮力的大小(或“使杠杆的OB段更长一些”)5(2016攀枝花)配重M单独置于水平地面上静止时，对地面压强为3105帕，将配重M用绳系在杠杆的B端，在杠杆的A端悬挂一滑轮，定滑轮重150 N，动滑轮重90 N，杠杆AB的支点为O，OAOB53，由这些器材组装成一个重物提升装置，如图所示，当工人利用滑轮组提升重力为210 N的物体以0.4 m/s的速度匀速上升时，杠杆在水平位置平衡，此时配重M对地面压强为1105帕(杠杆与绳的重量、滑轮组的摩擦均不计，g取10 N/kg)(1)求滑轮组的机械效率？(2)配重M质量是多少千克？(3)为使配重M不离开地面，人对绳的最大拉力是多少牛顿？解：(1)根据图示可知，n2，则F(GG动)(210 N90 N)150 N滑轮组的机械效率：100%100%100%100%70%(2)设配重M的底面积为S，质量为m.由压强公式p可得：3105 Pa当物体匀速上升时，作用在杠杆A端的力：FA3FG定3150 N150 N600 N由杠杆平衡条件可得，FBOBFAOA即FB1 000 N由p可得：1105 Pa联立可得：3 解得GM1 500 N由Gmg可得，m150 kg(3)当配重对地面的压力为0时，人对绳子的拉力最大，此时B端受到的拉力为1 500 N由杠杆平衡条件可得，FBOBFAOA 即FA 900 N由二力平衡条件可得：3FG定FA F250 N6(2016南宁)如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍，物体被匀速拉动的距离为1 m当物体质量为2 kg时，滑轮组的机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦力求：(1)物体质量为2 kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力；(2)动滑轮的重力；(3)物体质量为10 kg，以0.1 m/s的速度匀速运动时，拉力F的功率解：(1)物体受到的摩擦力：f0.1G0.12 kg10 N/kg2 N(2)因为，故F N由F(G动f)得动滑轮重力：G动3Ff3 N2 N2 N(3)当物体质量为10 kg时，物体在水平面上受到的滑动摩擦力为：f0.1G0.110 kg10 N/kg10 N绳子自由端的拉力为：F(G动f)(2 N10 N)4 N拉力功率为：PFv4 N30.1 m/s1.2 W7(2016聊城)如图所示，放在水平面上的薄壁圆柱形容器，底面积为25 cm2，弹簧测力计的挂钩上挂着重为3.9 N的金属块，现将金属块浸没水中，容器内水面由20 cm上升到22 cm(g取10 N/kg)求：(1)金属块未放入水中时(如图所示)，水对容器底的压强；(2)金属块的密度；(3)金属块浸没水中(未接触容器底)静止时，弹簧测力计的示数；(4)缓慢匀速提升金属块使其上升10 cm，金属块始终处于浸没状态，你认为此过程中浮力做功吗？若做功，请计算出浮力做了多少功；若不做功，请说明理由解：(1)金属块未放入水中时容器底部受到的水的压强p水gh11.0103 kg/m310 N/kg0.2 m2103 Pa(2)金属块的体积V金V排Sh排S(h2h1)2.5103m2(0.22 m0.20 m)5105 m3金属块的质量m0.39 kg金属块的密度7.8103 kg/m3(3)金属块受到的浮力F浮水gV排1.0103 kg/m310 N/kg5105 m30.5 N弹簧测力计的示数F示GF浮3.9 N0.5 N3.4 N(4)此过程中浮力做功：WFsF浮h30.5 N0.1 m0.05 J8(2016杭州)小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率实验时竖直向上拉动杠杆，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升(支点和杠杆的摩擦不计)问：(1)重为5 N的钩码挂在A点时，人的拉力F为4 N，钩码上升0.3 m时，动力作用点C上升0.5 m，此时机械效率1为多大？(2)小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，仍用该实验装置，将钩码移到B点，再次缓慢提升杠杆使动力作用点C仍然上升0.5 m问：人的拉力F与第一次相比变小(填“变大”“变小”或“不变”)比较此时的机械效率2与1的大小并用学过的知识给出推导过程解：(1)有用功：W有用Gh5 N0.3 m1.5 J总功：W总Fs4 N0.5 m2 J机械效率：100%100%75%(2)钩码的悬挂点在A点时，由于杠杆的重力会阻碍杠杆转动，则由杠杠的平衡条件得：GOAG杠杆OCFOC；悬挂点移至B点时，由杠杠的平衡条件得GOBG杠杆OCFOC，观察比较可知，悬挂点移至B点时，OBOA，即钩码重力的力臂变小，所以拉力F也变小杠杆的机械效率：因为杠杆升高的高度不变，所以克服杠杆自重所做的额外功不变(即W额G杠杆h杠杆不变)；由于悬挂点B更接近支点，所以钩码提升的高度减小，根据W有用Gh可知，有用功减小从上面的表达式可知：W有用减小、W额不变，所以变大，分母变大，就减小；即219(2016保定竞秀一摸)小明用图甲所示装置把重500 N的物体从井底匀速提升至地面，所用竖直向上的拉力F1做的功随时间变化的图象如图丙所示，物体上升的速度为v，人对水平地面的压力为N1，在图乙装置中，用竖直向下的拉力F2匀速提升同一物体时，人对水平地面的压力为N2，已知动滑轮重100 N，每只脚与地面的接触面积为160 cm2，N1N221.(不计摩擦及绳重)求：(1)拉力F1的功率；(2)物体的速度v；(3)用图乙所示装置提升物体时，人对地面的压强解：(1)由图像可知：20 s内拉力F1做的功为3 000 J，拉力F1的功率为：P150 W(2)F1(GG动)(500 N100 N)200 N由WFs得，拉力移动的距离s15 m物体升高的高度hs15 m5 m物体升高的速度v0.25 m/s(3)人对水平地面的压力：N1G人F1N2G人F2用图乙装置提升物体时的拉力F2F1200 N已知N1N221由解得N2400 N用图乙所示装置提升物体时，人对地面的压强：p1.25104 Pa10(2016张家口桥东一模)如图所示，实心物体M是边长为10 cm的正方体，杠杆AOB可绕O点转动，AO30 cm，BO20 cm，当在杠杆的B端加一恒力F30 N，M对地面的最小压强是400 Pa(杆重不计，g取10 N/kg)求：(1)作出在B端的最小作用力的示意图(2)物体M的质量(3)若使杠杆的OB部分在水平位置平衡，则加在B端的最小作用是多大？解：(1)当力F与OB垂直时，M对地面压强最小(2)设物体M的边长为a，质量为m, 则杠杆A端受到的拉力：FAmgpa2当M对水平地面压强最小时，此时F与OB垂直，根据杠杆的平衡条件：FAOAFOB即：(mgpa2)OAFOB代入相关数据得：m2.4 kg(3)如图，若使杠杆的OB部分在水平位置平衡，此时A端受的拉力等于物体M的重力，A端拉力的力臂为OC，根据三角形的知识可得OCOAcos60，F与OB垂直时最小，根据杠杆平衡条件可得：FAOCFOB即mgOAcos60FOB代入相关数据得：F18 N题型之二电学综合 1(2016唐山丰润二模)如图甲所示的电路中，电源电压恒为9 V，灯泡L的额定电压为6 V，经过各种测试，通过灯泡L的电流I与灯泡两端的电压U的关系如图乙所示求：(1)灯泡的额定功率；(2)甲图中，灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值；(3)甲图中，当电压表示数是5 V时，灯泡L的实际功率；(4)填表，由数据可知，灯泡L的电阻随电压的增大逐渐增大U/V12345678U/A0.170.250.340.400.450.500.530.57R/(5)若甲图的目的只是让灯泡L发光，而变阻器所消耗的能量是无用的，R相当于实际家庭电路中的输电线电阻，(3)问中电路消耗电能的效率为多少？解：(1)由图乙可知，灯泡两端的电压为6 V时通过灯泡的电流为0.5 A，则灯泡的额定功率：PLULIL6 V0.5 A3 W(2)由甲电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，灯泡正常发光，则R两端的电压：URUUL9 V6 V3 V，因串联电路各处的电流相等，所以滑动变阻器接入电路中电阻：R6 (3)由图甲可知电压表测量滑动变阻器两端的电压，当电压表示数是5 V时，灯泡两端的电压：ULUUR9 V5 V4 V，由乙图可知，通过灯泡的电流为0.4 A，则灯泡的实际功率：PLULIL4 V0.4 A1.6 W(4)由RU/ I 可得，表中数据对应的电阻依次为5.9 、8 、8.8 、10 、11.1 、12 、13.2 、14 ，可知，灯泡L的电阻随电压的增大逐渐增大(5)甲图的目的只是让灯泡L发光，而变阻器所消耗的能量是无用的，则R相当于实际家庭电路中的输电线电阻在(3)中电路消耗的总功率：PUIL9 V0.4 A3.6 W电路消耗电能的效率：100%100 %44.4%2(2016承德模拟) 如图，电源电压为12 V，L是“12 V6 W”的灯泡，R1为滑动变阻器，R2为定值电阻(1)滑动变阻器的滑片在最左端，三个开关都闭合时的电流表示数比断开S2，闭合S、S1时变化了1 A，求R2的电阻(2)改变电流表量程，滑动变阻器的滑片在最右端，闭合S，S2，电流表示数为0.2 A，求滑动变阻器的最大电阻(3)滑动变阻器的滑片在中点，闭合S、S1，若灯泡电阻不变，求灯泡的实际电动率解：(1)滑动变阻器的滑片在最左端，三个开关都闭合时的电流表示数比断开S2、闭合S、S1时变化了1 A，则通过电阻R2的电流为1 A，由I可知，R212 (2)滑动变阻器的滑片在最右端，闭合S、S2，断开S1，滑动变阻器的最大阻值与R2串联接入电路，由I可知，电路总电阻：R60 ，滑动变阻器的最大阻值：R1RR260 12 48 (3)由P可知，灯泡电阻：RL 24 ，滑动变阻器的滑片在中点时电路电流I0.25 A，灯泡实际功率：PL实际I2RL(0.25 A)224 1.5 W3(2016唐山路南一模)在如图甲所示的电路中，灯泡的额定电压为6 V，灯泡的IU关系如图乙所示电压表的量程为015 V，电流表的量程为00.6 A，变阻器R2的最大阻值为100 .只闭合开关S2，滑片滑到某处时，电压表的示数为10 V，电流表的示数为0.4 A，定值电阻R1消耗的功率为2.8 W，求：(1)灯泡的额定功率；(2)R1的阻值及电源电压；(3)只闭合开关S1，在电路安全的情况下，求电路消耗的最大功率及变阻器连入电路的最大阻值为多少？解：(1)由图象可知，灯泡正常发光时的电流I额0.5 A灯泡的额定功率P额U额I额6 V0.5 A3 W(2)只闭合开关S2，R1与R2串联，I10.4 A由PI2R得R117.5 R1两端的电压U1I1R10.4 A17.5 7 V电源电压UU1U27 V10 V17 V(3)只闭合开关S1时，R2与灯泡L串联，当电路中电流为0.5 A，电路消耗的功率最大，P最大UI17 V0.5 A8.5 W当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电压表示数最大为15 V，此时灯泡L两端的电压为2 V，由图像可知，电路中的电流为0.3 A滑动变阻器接入电路的最大电阻为R最大50 4(2016石家庄一模)如图甲所示电路，电源电压保持不变，小灯泡L标有“2.5 V”字样，它的UI图象如图乙只闭合开关S1时，电流表示数为I1，电压表示数为U1，电阻R1消耗的功率为P1；当开关S1、S2都闭合时，小灯泡恰好正常发光，电流表示数为I2，电压表示数为U2，电阻R1消耗的功率为P1，已知P1P149，U1U265，求：(1)小灯泡的额定功率；(2)电源电压；(3)由只闭合S1到同时闭合S1、S2，电阻R1的功率变化量P1.解：(1)由图乙知小灯泡两端电压为2.5 V时电流为0.3 A，小灯泡的额定功率：P额U额I额2.5 V0.3 A0.75 W(2)当只闭合S1时，R1、R2与灯L串联，电压表测R1和R2的总电压，设电压表示数为6U；当开关S1、S2都闭合时，R1与灯L串联，电压表测R1的电压，设电压表的示数为5U因为P1P1IR1IR149，所以I1I223由图可知，小灯泡正常发光时电流I20.3 A，所以I10.2 A由图像可得此时灯两端的电压为1 V，因电源电压不变，所以2.5 V5u1 V6u，解得u1.5 V所以，电源电压U 2.5 V5u10 V(3)小灯泡正常发光时电流I20.3 A，电阻两端电压U1UUL7.5 V，得：R125 只闭合S1时，电阻R1的功率P1IR1(0.2 A)225 1 W闭合S1、S2时，电阻R1的功率P1IR1(0.3 A)225 2.25 W所以，功率变化量：P1P1P12.25 W1 W1.25 W5(2016廊坊广阳二模 )如图所示，灯泡L标有“6 V6 W”字样(灯泡电阻不受温度影响)，滑动变阻器的最大阻值为12 ，电源电压为6 V保持不变(1)求小灯泡的电阻；(2)当S1、S2闭合，滑片P位于a处时，灯泡L正常发光，这时电流表的示数为多少？(3)当S1闭合、S2断开，滑动变阻器接入电路的电阻为R1时，电路消耗的总功率为P1；滑动变阻器R接入电路的电阻为R2时，电路消耗的总功率为P2，已知R1R214，P1P221，求R1大小以及滑动变阻器的阻值为R2时滑动变阻器消耗的电功率 解：(1)由P可得，灯泡的电阻：RL6 (2)当S1、S2闭合，滑片P位于a处时，L与R并联，电流表测干路电流，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，电路中的总电阻：R总4 ，这时电流表的示数：I1.5 A(3)当S1闭合、S2断开时，灯泡与滑动变阻器串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，R1R214，所以，解得：R13 ，则R24R143 1 2，滑动变阻器的阻值为R2时电路中的电流：I A，滑动变阻器消耗的电功率：P滑(I)2R2(A)212 1.33 W6(2016张家口桥东模拟) 如图所示电路，电压恒定为4.5 V，额定电压为3 V的灯泡与滑动变阻器R1和定值电阻R2连入电路，滑动变阻器R1上标有“10 1 A”字样，电压表量程为03 V，电流表量程为00.6 A若闭合S和S1，断开S2，调节滑动变阻器使灯泡正常发光，电流表示数为0.3 A，断开S1，保持滑片位置不变，再闭合S2，则电流表示数变为0.5 A求：(1)小灯泡正常发光时，小灯泡的电阻和额定功率；(2)R2的阻值；(3)闭合S和S2，断开S1时，求滑动变阻器接入电路的阻值变化范围解：(1)只闭合S和S1时，小灯泡正常发光，灯泡两端电压为3 V，电流表示数为0.3 ARL10 PL额ULIL3 V0.3 A0.9 W(2)只闭合S和S1时，滑动变阻器与灯泡串联，则滑动变阻器的电压为：U滑UUL4.5 V3 V1.5 V R滑5 只闭合S和S2时，R1与R2串联，电路的总电阻为：R总9 R2R总R滑9 5 4 (3)只闭合S和S2时，滑片在最左端时，电压表和电流表的示数最小，故滑动变阻器最大阻值为10 当滑片P向右移时，电流表、电压表示数均变大，滑动变阻器连入电路的电阻达到其允许最小值时，若电压表示数达到3 V时，电路中的电流将会为I0.75 A，故电流表先达到量程0.6 A所以R总7.5 ，所以R最小R总R27.5 4 3.5 ，故滑动变阻器阻值变化范围为3.5 10 7(2016重庆)小亮家新装了一台智能电热马桶盖，如图甲所示，他查阅使用说明书发现便座加热电路有高、中、低三档并可手动调节，其额定电压为220 V，低温档、中温档的额定功率为22 W和44 W利用所学的电学知识他设计了一个等效电路图，如图乙所示，用两定值电阻R1和R2表示两电热丝，单刀双掷开关S2可接a或b.当它接入家庭电路中正常工作时：(1)低温档加热的电流多大？(2)中温档加热5 h，消耗多少度电？(3)高温档加热的额定功率是多少瓦？解：(1)由PUI可得，低温档加热的电流：I0.1 A(2)由P可得，中温档加热5 h消耗的电能：WP中温t44103 kW5 h0.22 kWh(3)当开关S1闭合、S2接b时，电路为R1的简单电路，马桶盖处于中温档，由P可得，R1的阻值：R11 100 当开关S1断开、S2接b时，R1与R2串联，马桶盖处于低温档，则电路中的总电阻：R2 200 ，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以R2RR12 200 1 100 1 100 当开关S1闭合、S2接a时R1与R2并联，电热马桶盖处于高温档，因并联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的总电阻：R550 ，高温档加热的额定功率：P高温88 W8(2016淮安)如图是电饭锅工作原理的简化电路图，电饭锅有两档，分别是高温烧煮和低温焖饭，S1为档位自动控制开关，R0和R均为电热丝，R0的阻值为1 210 ，该电饭锅铭牌技术参数如表所示(低温焖饭档额定功率模糊不清)求：某型号电饭锅额定电压220 V额定功率高温烧煮840 W低温焖饭电源频率,50 Hz(1)电饭锅高温烧煮0.5 h消耗的电能；(2)电饭锅低温焖饭时的额定功率；(3)电热丝R的阻值解：(1)电饭锅高温烧煮的功率P高840 W，烧煮时间t0.5 h1800 s，由P得，电饭锅高温烧煮消耗的电能：WP高t840 W1 800 s1.512106 J(2)当开关S闭合、S1断开时，仅有R0接入电路，电路电阻较大此时电饭锅处于低温焖饭状态电饭锅低温焖饭时的额定功率：P低40 W(3)当开关S、S1都闭合时，电热丝R、R0并联接入电路，电路电阻较小，根据P可知，电压一定时，电路电阻越小，电功率越大，此时电饭锅处于高温烧煮状态则电热丝R消耗的电功率：PP高P低840 W40 W800 W，由P得，电热丝R的阻值：R60.5 9(2016唐山路南三模) 如图甲是定值电阻R0和灯泡L的UI图象，现将定值电阻R0与灯泡L接入如图乙所示的电路中，电源电压不变，当S1、S2、S3闭合时，灯泡L恰好正常发光，此时R0消耗的电功率为3.6 W；当S1闭合，S2、S3断开时，把滑动变阻器的滑片P移至中点，变阻器消耗的功率为P1；把滑片P移至b点，变阻器消耗的功率为P2，且P1P298.求：(1)定值电阻R0的阻值；(2)灯泡L的额定功率；(3)滑动变阻器的最大阻值解：(1)由图象可知：定值电阻R0的电流与电压成正比，当U08 V时，I00.8 AR010 (2)当S1、S2、S3闭合时，R0与灯泡L并联，由P0得U6 V此时灯泡正常发光U额U6 V由图象可知：灯泡两端电压为6 V时，电流为0.7 AP额U额I额6 V0.7 A4.2 W(3)当S1闭合，S2、S3断开时，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，当滑片P移至中点时，电路中的电流为I1，则P1I()当滑片P移至b点时，电路中的电流为I2，则P2IR根据题意P1P298即I()IR98得I1I232由电源电压不变得I1(R0)I2(R0R)解得R20 10(2016聊城)如图所示，小灯泡L标有“6 V3 W”的字样，不考虑灯丝电阻的变化，滑动变阻器的最大阻值R为24 ，电源电压保持不变当S闭合，S1、S2断开，滑片P滑到中点时，小灯泡恰好正常发光保持滑片P的位置不变，闭合S、S1、S2，发现电流表的示数变化了1 A求：(1)小灯泡正常发光时的电流；(2)电源电压；(3)当开关S、S1、S2都闭合时，电路消耗总功率的最小值解：(1)由PUI得小灯泡正常工作时的电流I0.5 A(2)当S闭合，S1、S2都断开时，电路为滑动变阻器和小灯泡串联，滑片P从b端向a端滑到中点时，滑动变阻器连入电路的阻值为12 ，小灯泡正常发光，则电路中的电流I0.5 A，由P可得小灯泡的电阻RL12 所以电源电压UI(RL)0.5 A(12 12 )12 V(3)当开关S、S1、S2都闭合时，电路为滑动变阻器和定值电阻R0并联，分析题意可知电流表的示数变化了1 A也即电流增大了1 A，此时干路电流I0.5 A1 A1.5 A通过滑动变阻器的电流I11 A通过定值电阻R0的电流I0II11.5 A1 A0.5 A定值电阻R0的阻值R024 当滑动变阻器连入电路的阻值最大时，电路消耗的总功率最小，这个最小值为： Pmin12 W题型之三力、热、电综合计算 1(2016石家庄十八县联考)养生壶是一种用于养生的可以烹饪的容器，类似于电水壶，其最大的特点是采用一种新型的电加热材料，通过高温把电热电子浆料(金属化合物)喷涂在玻璃表面形成面状电阻在两端制作银电极，通电后产生热量把壶内的水加热，小明家买了一把养生壶(图甲)，其铭牌如表所示型号HX201504额定电压220 V频率50 Hz额定功率1 210 W小明关闭了家中的其他所有用电器，并在壶中加入初温为25 的水，6 min将水烧开(标准大气压下)，求：(1)在加热过程中家用电能表(图乙)的转盘转了300转，此过程中养生壶消耗的电能是多少？(2)如果养生壶的热效率是87.5%，此过程中水吸收的热量是多少？(3)壶中水的质量是多少？(4)养生壶两端的实际电压是多少？(不考虑温度对电阻的影响)解：(1)养生壶消耗的电能为：W kWh0.1 kWh3.6105 J(2)由可得水吸收的热量为：Q吸W3.6105 J87.5%3.15105 J(3)由Q吸 cmt可得：m1 kg(4)根据P可得：R40 实际电功率为：P实1 000 W则实际电压为：U实200 V2(2016张家口宣化一模)某电水壶的铭牌信息如图甲所示，电水壶在标准大气压下工作，c水4.2103 J/(kg)求：(1)电水壶装满初温为20 的水时，在额定电压下将水烧开用了7 min，水吸收的热量是多少？电水壶烧水过程中的能量转化效率是多少？(2)农村电网改造前，用电高峰时电压会下降10%.求这时电水壶的实际功率P.(电阻不随温度改变)(3)为使电水壶的功率在用电高峰时仍能达到2 000 W，甲、乙两位同学对电水壶的电路进行了改造，在原电阻丝R1两端并联一个电阻丝R2，如图乙所示，并分别推导出了R2的表达式甲同学：R2乙同学：R2请你指出哪个表达式是错误的，并分析若用此电阻丝来改造电水壶的结果解：(1)水吸收的热量：Qcm(tt0)4.2103 J/(kg)2 kg(100 20 )6.72105 J消耗的电能：WPt2 000 W760 s8.4105 J能量转化效率：100%80%(2)实际电压：U实(110%)U额220 V(110%)198 V电阻丝的电阻：R124.2 实际功率：P11 620 W(3)乙同学的R2是错误的分析过程：通过比较可知，乙同学计算的R2小于甲同学计算的R2，且小于R1的阻值，乙同学的R2接入电路后，电路消耗的总功率远大于2 000 W，导线中的电流过大，存在安全隐患3(2016枣庄)如图甲所示是某压力测力计的电路原理示意图，图中电源电压为6 V(保持不变)；定值电阻R0的规格是“520 0.01 A”，起保护电路的作用；测力显示器是由电流表改装成的(电阻忽略不计)，R是一种新型电子元件，其阻值R随压力F大小变化的关系如图乙所示求：(1)R0允许消耗的最大功率是多少？(2)通过分析图乙，请直接写出电子元件的阻值R随压力F变化的关系式(3)该测力计所能测量的最大压力是多少？(4)若要增大该测力计所能测量的最大压力，请写出一种改进方法解：(1)由定值电阻R0的规格可知，电阻R0允许通过的最大电流I00.01 A，则R0允许消耗的最大功率：P0IR0(0.01 A)2520 0.052 W(2)R0.4 /NF200 (3)电路中的最大电流I00.01 A，由I可得，电路中的总电阻：R总600 ，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R的最小阻值：RminR总R0600 520 80 此时R上的压力最大，则80 0.4 /NF200 解得F300 N(4)增大R0的阻值或减小电源电压4(2016宜昌)电热加湿器靠电流的热效应工作某种家用电热加湿器相关参数如下表所示，外形、电路简化图如图甲、乙所示电热器的电热丝浸没在加热仓的水中产生热量，使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出，增加环境湿度当加热仓中的水减少到一定程度时，自动阀门智能打开，水由储水箱进入到加热仓中工作电压220 V工作频率50 Hz最大运行功率40 W储水箱容量2.4 L尺寸高315 mm，底部直径168 mm满水工作时间：高气雾量10 h，低气雾量24 h(1)当气雾调节器R2的滑片移到最左边时，加湿器以最大运行功率工作，求电热丝R1的电阻值(2)如果加热仓内冷水的温度为20 ，用最大运行功率工作，经过5 min 36 s，水沸腾产生蒸汽，求加热仓中水的体积c水4.2103 J/( kg)，水1103 kg/m3，电热丝R1产生的热量全部被水吸收，环境为标准大气压(3)当滑片移到最右端时，气雾调节器R2的阻值为605 ，加湿器以最低气雾量工作，求此时电热丝R1的电功率是多少瓦？24小时R1消耗多少度电？(计算结果保留一位小数)解：(1)当气雾调节器R2的滑片移到最左边时，气雾调节器被短路，只有电热丝工作由P得：电热丝R1的电阻值：R11 210 (2)电热丝产生的热量：Q放WPt40 W336 s13 440 J，由题意得Q吸Q放13 440 J，由Q吸cm(tt0)得水的质量m0.04 kg由得水的体积：V4105 m3(3)当滑片移到最右端时，气雾调节器和电热丝串联，电路中的电流：I A电热丝R1的电功率：P1I2R1( A)21 210 17.8 W；24小时R1消耗的电能：WP1t0.017 8 kW24 h0.4 kWh5(2016邯郸一模)自动饮水机已经普遍用于车站、学校等公共场所，它的简化电路图如图所示，电热丝电阻分别为R1、R2.已知水的密度水1103 kg/m3，水的比热容c水4.2103J/(kg)请根据说明书提供的信息计算：(1)开关S2闭合S1断开时，饮水机处于保温(填“加热”或“保温”)状态(2)如果饮水机处在“加热”状态正常工作时，电热丝所产生的热量有80%被水吸收，饮水机的热胆装满水，水温由20 加热到90 ，需用多长时间？(3)电阻丝R1的阻值饮水机参数热水温度：90热胆容积：2 L额定功率：1 000 W保温功率：40 W额定电压：220 V频率：50 Hz解：(1)当开关S1断开时，两电阻串联，由PUI得，此时总电阻较大，电功率较小，为保温状态(2)设所需时间为t，热胆内水的质量：mV1.0103 kg/m32103 m32 kg由题意得WQ吸，即Ptcm(t2t1)，则t735 s(3)当开关都闭合时，R1被短路，此时处于加热状态，由PUI得，R248.4 S1断开时，饮水机处于保温状态，两电阻串联，由PUI得，R总1 210 则R1R总R21 210 48.4 1 161.6 6(2016鄂州)如图所示为某电热饮水机电路原理图，当开关S闭合时，饮水机处于加热状态，当S断开时，处于保温状态，从其说明书上收集到的信息如下表，为了测量它加热时的实际功率，小明断开家中其他所有电器，只将该饮水机接入家庭电路，闭合开关S，测得水箱装满时水从20 升高到100 所用时间为15分钟，同时观察到家中标有“3 000 r/kWh“字样的电能表转盘转过600转(r)热水箱容量2 L额定电压220 V加热时的额定功率880 W根据以上信息，求：(1)加热电阻R1的阻值(不考虑温度对阻值的影响)；(2)水箱中的水从20 升高到100 时所吸收的热量c水4.2103 J/( kg)；(3)饮水机加热时的实际功率解：(1)由P可知，电阻R1的阻值为：R155 (2)由可知，水的质量为：mV1 g/cm32 000 cm32 000