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文档简介
专题五综合计算题类型一力学综合计算1(2016,福州)为提高车辆通行质量,福州交警在市区一些道路某些时段推出“绿波通行”,即车辆在绿波路段以如图所示的5055 km/h范围内行驶,一路绿灯。在绿波时段,质量是1.2103 kg的汽车,经过绿波路段上相距2.7103m的两个路口,用时180 s,问:(1)汽车行驶的平均速度是_,_(填“是”或“不是”)“绿波通行”。(2)若汽车在这段距离内行驶的牵引力保持3000 n不变,则汽车的输出功率是多少?(3)若轮胎与地面接触的总面积是0.6 m2,汽车静止时对水平地面的压强是多少?(g取10 n/kg)解:(1)54 km/h是(2)汽车的牵引力做的功wfs3000 n2.7103 m8.1106 j,则汽车的输出功率p4.5104 w(3)汽车的重力gmg1.2103 kg10 n/kg1.2104 n,因为汽车静止在水平地面,所以汽车对水平地面的压力f压g1.2104 n,则汽车静止时对水平地面的压强p2104 pa2(2016,德州)近日,我国新型战略核潜艇(如图甲所示)为保障国家安全,进行了战略巡航。下表是核潜艇的部分性能参数。水下排水量11500 t水下最大航速36节水面排水量9000 t水下巡航速度20节艇长135 m最大潜深350 m艇宽13 m发电机最大功率25000 kw(1)核潜艇以水下最大航速行驶,到距离2700 km外的某海域执行任务所用的时间。(1节0.5 m/s)(2)核潜艇在水面航行时受到的浮力以及下潜到最大深度时受到水的压强。(g取10 n/kg,海水的密度海水1.03103 kg/m3)(3)若核潜艇在水下巡航时,做水平匀速直线运动,所受阻力与速度的关系如图乙所示,它的动力功率是多少?(导学号40722262)解:(1)核潜艇水下最大航速v360.5 m/s18 m/s,s2700 km2.7106 m,由v得所用时间t1.5105 s (2)由表格数据可知,在水面上航行时,m排9000 t9106 kg,则核潜艇在水面航行时受到的浮力f浮g排m排g9106 kg10 n/kg9107 n;下潜最大深度h350 m,受到海水的压强pgh1.03103 kg/m310 n/kg350 m3.605106 pa(3)核潜艇在水下巡航时,做水平匀速直线运动,受到的动力和阻力是一对平衡力,大小相等,它在水下航行速度为20节时,由图象可知ff30104 n,因此动力的功率pfv30104 n200.5 m/s3106 w3(2016,青岛改编)小雨通过如图甲所示滑轮组将水底正方体物体匀速提升至空中,他所用拉力f与绳子自由端移动的距离s的关系图象如图乙所示。其中物体在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为85%。每个滑轮等重,不计绳重、摩擦和水的阻力。求:(1)水的深度是_m。物体的边长是_m。(2)物体在空中上升1 m,小雨做的功是多少?(3)每个滑轮的重力是多少?(4)物体的密度是多少?(导学号40722263)解:(1)1.50.5(2)物体在空中上升1 m,由图可知,n4,所以绳子自由端移动的距离snh41 m4 m,小雨做的功是wfs200 n4 m800 j(3)根据可得,物体在空中上升1 m做的有用功w有用w总85%800 j680 j,根据wgh可得,物体的重力g680 n,根据公式f(gg动)可得,2g动4fg4200 n680 n120 n,所以每个滑轮的重力为g动60 n(4)物体没有露出水面之前受到的拉力为f4100 n400 n,重力g680 n,2个动滑轮的重力为120 n,所以,物体完全浸没时受到的浮力f浮g2g动f680 n120 n400 n400 n,根据f浮水gv排可得物体的体积vv排4102 m3,物体的质量m68 kg,则物体的密度1.7103 kg/m34(2016,临沂)现代城市人口密度越来越大,交通越来越拥堵。易步车(如图甲)以其体积小巧,结构简洁和驱动安全等优点,成为短途出行的理想交通工具。某品牌易步车的部分参数如下表所示。质量为60 kg的雯雯从家骑行该品牌易步车上学(如图乙),以最大速度匀速行驶10 min到达学校,行驶中易步车所受阻力为人和车总重的0.1倍,设该过程中电机始终以额定功率工作。(g取10 n/kg)。求: 电池4ah锂电池电机额定功率500 w最大速度18 km/h单轮胎触地面积25 cm2轮胎个数2车身自重20 kg (1)雯雯的家到学校的距离。(2)雯雯在水平路面上骑易步车时,车对地面的压强。(3)雯雯上学过程中,易步车电机的效率。(导学号40722264)解:(1)svt18 km/h h3.0 km3000 m(2)人和车总重gg人g车m人gm车g60 kg10 n/kg20 kg10 n/kg800 n,p1.6105 pa(3)牵引力做功wfsfs0.1800 n3000 m2.4105 j,电机做功w电pt500 w1060 s3.0105 j,100%80%5(2016,钦州)如图甲所示,重为3 n、底面积为2102 m2的圆柱形玻璃容器放在水平桌面上,重为5 n,边长为l10.1 m的正方体木块(不吸水)静止在容器的底部,用一根长为l20.05 m的细线(质量和体积不计)将木块与容器底部相连。现向容器缓慢注水,直到木块受到的浮力等于6 n时停止注水(如图乙所示)。已知水的密度为1.0103 kg/m3,g取10 n/kg,容器的厚度不计。求:(1)木块的密度。(2)注水过程中浮力对木块所做的功。(3)木块受到的浮力等于6 n时容器对桌面的压强。(导学号40722265)解:(1)木0.5103 kg/m3(2)当木块漂浮时f浮g木5 n,浮力对木块做功wf浮s5 n0.05 m0.25 j(3)当f浮6 n时,木块浸在水下的体积v排6104m3,浸在水下深度h0.06 m,所加水重g水水gs容l2水g(s容s木)h1.0103 kg/m310 n/kg2102 m20.05 m(2102m20.01 m2)0.06 m16 n,容器对桌面压力fg水g木g容16 n5 n3 n24 n,p1.2103 pa 6(2016,咸宁)某村在新农村建设中需在河道上修建一座石桥,图甲是使用吊车向河底投放圆柱形石块的示意图,在整个投放的过程中,石块始终以0.05 m/s的速度匀速下降,图乙是吊车钢丝绳的拉力f随时间的变化图象(水的阻力忽略不计)。求: (1)石块的重力为_,石块全部浸没在河水中时所受的浮力为_n。(2)投放石块处河水的深度和水对河底的压强。(3)石块的密度。(保留一位小数)(导学号40722266)解:(1)由图乙可知,当石块没有浸入水中时,拉力f7000 n,此时拉力等于重力,则石块重力gf示17000 n,当石块全部浸入水中后,浮力等于重力减去拉力,f浮gf示27000 n4000 n3000 n(2)石块从接触水面到接触河底用的时间t140 s40 s100 s,由v得河底深度hvt0.05 m/s100 s5 m,此处河底受到的压强pgh1103 kg/m310 n/kg5 m5104 pa(3)由f浮水gv排得v排0.3 m3,因为石块完全浸没,所以v石v排0.3 m3,m石700 kg,石2.3103 kg/m37(2016,西安高新一中)如图甲所示,重为16 n的物体a在拉力f的作用下,5 s内匀速运动了0.5 m。拉力f做的功随时间变化的图象如图乙所示。已知动滑轮重0.5 n,物体a在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力f为物重g的0.25倍。求: (1)由图乙可知拉力f的功率为_w,绳子自由端移动的速度为_m/s。(2)拉力f的大小。(3)克服绳重及摩擦所做的额外功占总功的比例。(导学号40722267)解:(1)p0.5 w,由图可知,s2h,绳末端移动速度v2v物220.2 m/s(2)做匀速运动时,由pfv得f2.5 n(3)克服绳重及摩擦做的额外功w额w总w有w动,由于物体a做匀速运动,拉力ff0.25g0.2516 n4 n,则克服绳重及摩擦所做的额外功占总功的比例为8(2016,西安铁一中模拟)江汉平原的首座大型水利枢纽国家“南水北调”重点工程兴隆水利枢纽将于明年正式完工,工程的建成将给汉江流域的开发带来重大的发展机遇。正在建设之中的大坝位于潜江市高石碑和天门市多宝之间的汉江河道上,主要由船闸、电站等组成。(1)该船闸应用_原理,当船通过船闸从上游驶往下游,当前水面情况如图所示。为使船通过 ,船闸的各闸门、阀门需按程序启闭。则船在通过船闸的过程中,船闸最先打开的是_,最后打开的是_(填“a”“b”“c”或“d”)。(2)一艘排水量为1000 t的轮船停泊在汉江中,求该船满载时所受水的浮力。(3)若水从30 m高处流下冲击水轮机,每日流经水轮机的水的体积为v1.8107 m3,水的势能转化为电能的效率为65%,该电站每日的发电量为多少kwh?(导学号40722268)解:(1)连通器ad(2)船所受的最大浮力f浮g船mg103103 kg10 n/kg107 n(3)每日水做的功为w总gh水vgh1103 kg/m31.8107 m310 n/kg30 m5.41012 j,电站的日发电量为w发w总65%9.75105 kwh9(2016,无锡改编)如图所示是一种起重机的示意图。起重机重2.4104 n(包括悬臂),重心为o1,为使起重机起吊重物时不致倾倒。在其右侧配重m(重心为o2)。现测得ab为10 m,bo为1 m,bc为4 m,cd为1.5 m。(g取10 n/kg)(1)吊臂顶端的滑轮的作用是_。(2)若该起重机将重物吊升6 m,用时50 s,则重物上升的平均速度是多少?(3)若起重机不加配重,最大能吊起多重货箱?(4)有人认为起重机的配重越重越好,这样就能吊起更重的重物,这架起重机能配8 t的配重吗?请说明理由。(导学号40722269)解:(1)改变吊起货物的力的方向(2)重物上升的平均速度v0.12 m/s(3)若起重机不加配重,在吊起货箱时,支点为b,吊起货箱的重力g货,根据杠杆平衡条件有g货abg起重机bo,即g货10 m2.4104 n1 m,解得g货2400 n(4)不起吊物体时,支点为c,起重机自重的力臂ocbcbo4 m1 m3 m;配重的力臂cd1.5 m,根据杠杆平衡条件可得g起重机ocg配重cd,即2.4104 n3 mg配重1.5 m,解得最大配重g配重4.8104 n,最大配重的质量m4.8103 kg4.8 t,因为4.8 t8 t,所以这架重机不能配8 t的配重,否则起重机在不工作时就向右翻倒10(2016年中考试题改编)小明骑车在某段平直的水平路面上由静止开始运动,共用时12 s,小明重450 n,自行车重250 n,轮子与地面的总接触面积是2103 m2。图甲是速度v随时间t变化的关系图象,小明在t7 s时刚好到达这段路程的中点。图乙是动力f随时间t变化的关系图象。(1)请问小明骑自行车在水平地面行驶时,对地面的压强是多大?(2)在712 s内,自行车所受的摩擦阻力是多少?自行车克服摩擦阻力做了多少功?此时功率是多少?(3)自行车在07 s内的平均速度是多少?(保留小数点后两位)(导学号40722270)解:(1)小明骑自行车对地面的压力fng人g车450 n250 n700 n,对地面的压强p3.5105 pa(2)在712 s内,自行车以6 m/s的速度做匀速直线运动,动力f动30 n,自行车所受摩擦力ff动30 n,自行车克服摩擦阻力所做的功wfs30 n6 m/s5 s900 j,功率p180 w(3)由于t7 s时,小明刚好到达这段路程的中点,则07 s内通过的路程ssvt6 m/s5 s30 m,平均速度v4.29 m/s11(原创题)在新农村建设中,小丽用如图甲所示滑轮组帮爸爸给楼上运送建材,滑轮组在竖直向上的拉力f作用下,用5 s的时间将重为100 n的物体匀速提起,图乙、图丙分别是滑轮组工作时绳子自由端移动的速度v和拉力f与时间t关系的图象。(1)图乙中阴影部分的面积表示的物理量是_,其大小是_。(2)计算出此过程中拉力做功的功率和滑轮组提升该重物时的机械效率。(3)如果不计摩擦和绳重等,用该滑轮组提升重力为1500 n的物体时,滑轮组的机械效率是多少?(导学号40722271)解:(1)绳子自由端移动的距离6 m(2)此过程中拉力所做功是w总fs50 n6 m300 j,拉力做功的功率是p60 w,物体上升的高度为h2 m,人对重物所做有用功为w有用gh100 n2 m200 j,滑轮组提升该重物时的机械效率是66.7%(3)因为不计摩擦和绳重时,故在提升100 n重物时有66.7%,解得g动50 n,所以,在提升1500 n重物时有97%类型二电学综合计算12(2016,德州改编)在如图甲所示的电路中,r0为定值电阻,r为滑动变阻器,电源电压不变,闭合开关s后,调节滑片p从a端移动到b端过程中,电流表示数i与电压表示数u的变化关系如图乙所示。求:(1)由图可知滑动变阻器的最大阻值是_。(2)电路中电流最小时,1 min内电流通过电阻r做的功。(3)电源电压和定值电阻r0。(4)若电压表量程为015 v,电流表量程为03 a,为保证电表正常工作,定值电阻r0消耗的功率范围。(导学号40722272)解:(1)100(2)由图乙可知,电路中的最小电流i小0.2 a,r两端的电压ur20 v,1 min内电流通过电阻r做的功wruri小t20 v0.2 a60 s240 j(3)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压ui小r0ur0.2 ar020 v,当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路中的电流最大,由图象可知,电路中的最大电流i大1.2 a,则电源的电压ui大r01.2 ar0,因电源的电压不变,所以,0.2 ar020 v1.2 ar0,解得r020 ,电源的电压ui大r01.2 a20 24 v(4)当电路中的电流最大时,定值电阻r0消耗的功率最大,则r0消耗的最大功率p0大(i大)2r2(1.2 a)220 28.8 w,当电压表的示数最大时电路中的电流最小,r0消耗的电功率最小,此时r0两端的电压u0小uur大24 v15 v9 v,r0消耗的最小功率p0小4.05 w,定值电阻r0消耗的功率范围为4.0528.8 w13(2016,雅安)有两只灯泡,a灯“6 v6 w”、b灯“6 v3 w”,a和b中电流随两端电压变化关系的图象如图甲所示。(1)将a、b串联后接在某电源两端,允许通过的最大电流为_a,此时a灯电阻是_,与正常发光相比,说明灯泡的电阻_。(2)将a、b并联后接在6 v电源两端,求干路上的电流。(3)将a与一个滑动变阻器r(20 2 a)串联后接在6 v电源两端,如图乙所示,调节滑动变阻器,当滑动变阻器的功率为a灯功率的两倍时,求滑动变阻器的功率。(导学号40722273)解:(1)0.54受温度的影响(或随温度的升高而增大)(2)当a、b并联时,uuaub6 v,由图象有ia1.0 a,ib0.5 a,干路电流iiaib1.0 a0.5 a1.5 a(3)当a、r串联pr2pa即uri2uai,又ur2ua,uruau6 v此时灯两端电压ua2 v,由图象可知灯a的电流ia0.5 a,灯的功率pauai2 v0.5 a1 w,变阻器功率pr2pa2 w14(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。(导学号40722274)解:(1)i10.5 a(2)当s闭合,s1、s2断开,滑片p位于中点时,l与 r串联,灯泡电阻rl12 ,u总il(rlr)0.5 a(12 24 )12 v(3)当滑片p不动,s、s1、s2都闭合时,r0与r并联,i总iiili0.5 a1 a1.5 a,i滑1 a,i0i总i滑1.5 a1 a0.5 a,当变阻器接入阻值最大时,电路消耗总功率最小,i滑0.5 a,i总i0i滑0.5 a0.5 a1 a,p小ui总12 v1 a12 w15(2016,南京)某型号的电饭锅有两挡,分別是高温烧煮挡和保温焖饭挡,其原理如图所示(虚线框内为电饭锅的发热部位)。已知r144 ,r22156 。(1)开关s置于_(填“1”或“2”)挡时是高温烧煮挡,它的功率是多大?(2)保温焖饭时电路中的电流是多大?10 min产生的热量是多少?(3)若只要求将保温焖饭挡的功率提升10%,请通过计算体说明改进措施。(导学号40722275)解:(1)开关置于2挡,电阻r2短路,电路中电阻最小,功率最大,为高温烧煮挡;此时的功率p高1100 w(2)开关置于1挡时,两电阻串联,为保温焖饭,电路中电流i0.1 a;10 min产生的热量qwuit220 v0.1 a1060 s1.32104 j(3)保温功率p保ui220 v0.1 a22 w,保温焖饭挡的功率提升10%后的功率p保p保(110%)22 w110%24.2 w,由p得,此时电路的电阻r2000 ,为了保证高温挡功率不变,所以应该改变r2的阻值,r2rr12000 44 1956 ,即把r2换成阻值为1956 的电阻16(2016,咸宁)如图所示电路,电源电压u和小灯泡l电阻不变,r1、r2是定值电阻,当开关s闭合,s1、s2断开时,电压表示数为3 v,电流表的示数为0.1 a;当开关s、s2闭合,s1断开时,电流表的示数为0.6 a,电阻r2的电功率是3.6 w。求: (1)电阻r1的电阻值为_,电源电压_v。(2)当开关s、s1闭合,s2断开时,电流在10 s内通过电阻r1所产生的热量。(3)当开关s、s1、s2都闭合,小灯泡l正常发光,小灯泡l的额定电功率。(导学号40722276)解:(1)当开关s闭合,s1、s2断开时,电阻r1、r2和灯泡l串联,电压表测量r1两端的电压,由欧姆定律得,电阻r1的电阻值r130 ;当开关s、s2闭合,s1断开时,电阻r1和灯泡l断路,只有r2工作,由pui得,电源电压u6 v;电阻r2的电阻值r210 ;当开关s闭合,s1、s2断开时,电路的总电阻r60 ;因为串联电路的总电阻等于各部分电阻之和,所以灯泡l阻值rl60 30 10 20 (2)当开关s、s1闭合,s2断开时,电路为r1的基本电路。电流在10 s内通过电阻r1所产生的热量qt10 s12 j(3)当开关s、s1、s2都闭合,电阻r1、r2和灯泡l并联;小灯泡l的额定电功率pl1.8 w17(2016,济宁)已知电源电压为9 v,r115 ,电路连接如图所示,将滑动变阻器的滑片p移到图中位置,使变阻器电阻rapr2,此时电压表的示数为4.8 v。保持原电路不变,如果将电压表换成电流表,求:(导学号40722277)(1)电流表的示数。(2)若移动滑片p到某一点,使滑动变阻器消耗的电功率为1.2 w,通过r1的电流。解:(1)因电压表的内阻很大,在电路中相当于断路,所以,由电路图可知,电路中r1与r2的最大阻值串联,电压表测滑片右侧部分电阻丝的电压,因串联电路中总电压等于各分电压之和,且各处的电流相等,所以,电路中的电流i,即,解得r230 ,将电压表换成电流表后,r1与r2串联,电流表测电路中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电流表的示数i2 a0.43 a(2)设滑动变阻器消耗的电功率为1.2 w时电路中的电流为i,则r2两端的电压u2uir19 vi15 ,则滑动变阻器消耗的电功率p2u2i(9 vi15 )i1.2 w,解得i0.2 a或i0.4 a,当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时电路中的最大电流i大0.6 a,当变阻器全部阻值接入电路中时,电路中电流最小,i小0.2 a,因0.2 a和0.4 a均在0.20.6 a之间,所以,通过r1的电流可能为0.2 a,也可能是0.4 a18(2016,永州改编)如图是小贝家厨房安装的即热式电热水龙头,它的特点是即开即有热水,无需提前预热,而且可以通过调节水流大小调节水温,不需要调节加热电阻大小。其部分参数如下表所示(忽略温度对电阻的影响)。求:额定电压220 v额定功率2200 w最高水温50 交流电频率50 hz(1)即热式水龙头是利用电流的_效应工作的,它是通过_(填“两孔”或“三孔”)插座接入家庭电路中。(2)该水龙头正常工作时电路中的电流和电阻各是多大?(3)该产品的电气技术参数中规定:合格产品的电阻偏差应小于或等于2 。每一批产品在出厂前都会进行抽检,现将一个该款水龙头单独接在220 v电路中,请你计算1 min内消耗的电能在什么范围内,该水龙头电气部分是合格的。(导学号40722278)解:(1)热三孔(2)由pui可得,该水龙头正常工作时电路中的电流i10 a,由i 可得,水龙头正常工作时的电阻r22 (3)根据合格产品的电阻偏差应小于或等于2 ,可知电阻r在2024 之间,则wq1t60 s1.45105 j,q2t60 s1.21105 j,则1 min内消耗的电能在1.211051.45105 j范围内,该水龙头电气部分是合格的19(2016,北海)在厨房里安装如图甲所示俗称“小厨宝”的电热水龙头,使用起来非常方便,旋转手柄s可处于冷水挡a、温水挡b或热水挡c,它的简要工作电路如图乙所示,虚线框内有“小厨宝”的两个发热电阻(未画出),温水挡的发热电阻r144 ,电源电压为220 v。(1)当s旋转到b挡位时,求通电10秒内电流产生的热量。(2)当s旋转到c挡位时,水龙头的电功率为2 000 w,求此时发热电阻的总阻值。(3)请你在虚线框内画出发热电阻的电路,并连接到相应的挡位和“c”点。(导学号40722279)解:(1)当s旋到b挡时,qbwbt10 s1.1104 j(2)当s旋到c挡时处于热水挡,由p得r24.2 (3)由电路可知当s旋到b挡位时,电路为r1的简单电路,当s旋到c挡位时,r1、r2并联,如图20(2016,东营)随着电器化时代的到来,家用电器已广泛应用到我们的生活中。某家庭煲汤用电热锅简化电路如图所示,电热锅额定电压为220 v,r1、r2均为发热电阻,其阻值分别为80 、404 。接通电源,闭合开关s1、s2,电热锅处于“大火”加热状态;当锅内温度达到100 时,开关s2自动断开,开关s1仍闭合,电热锅处于“小火”炖煮状态。(1)电热锅在额定电压下,处于“大火”加热状态时,电路中的电流多大?(2)电热锅在额定电压下,处于“大火”加热状态15分钟,消耗的电能是多少焦耳?(3)电热锅在额定电压下,处于“小火”炖煮状态时,电功率多大?(4)为测量电热锅的实际电压,将家中其他用电器全部关闭,电热锅在“大火”加热状态下,观察到标有“2000 r/(kwh)”字样的电能表在6分钟内转了100转,电热锅的实际电压是多少?(导学号40722280)解:(1)闭合开关s1、s2时,电路为r1的简单电路,电热锅处于“大火”加热状态,电热锅在额定电压下,电路中的电流i2.75 a(2)电热锅在额定电压下,处于“大火”加热状态15 min消耗的电流wuit220 v2.75 a1560 s5.445105 j(3)开关s2断开、s1仍闭合时,r1与r2串联,电热锅处于“小火”炖煮状态,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电热锅的功率p小100 w(4)电热锅在“大火”加热状态下,6分钟消耗的电能w0.05 kwh1.8105 j,由wt可得,电热锅的实际电压u200 v类型三力、热、电综合计算21(2016,西安交大附中四模)如图丙是某家庭使用的一款“迷你型”自动上水电热水器。其铭牌如下表所示。已知该电热水器内装满水,在额定电压下工作。外界大气压强为1个标准大气压,水的比热容为4.2103 j/(kg),密度为1103 kg/m3型号dsp19b电源220 v50 hz功率加热1200 w保温40 w容量1.5 l(1)该电热水器使用的插座应选用图中的_(填“甲”或“乙”),目的是使电热水器的_与地线相连,防止因漏电而造成触电事故。(2)保温时电热水器的电阻多大?(3)若壶内20 的水加热8 min正好被烧开,则电热水器加热时的效率是多少?(导学号40722281)解:(1)乙金属外壳(2)r1210 (3)mv1103 kg/m31.5103 m31.5 kg,qcmt4.2103 j/(kg)1.5 kg80 5.04105 j,wp加t1200 w860 s5.76105 j,87.5%22(2016,南昌)如图1所示,是一则公益广告,浓浓的孝心透着社会主义核心价值观。小姬的爷爷网购了一台电热足浴器,其铭牌的部分参数如图2所示,电热足浴器某次正常工作时控制面板显示如图3所示,求:(1)此时足浴器的工作电流_。(计算结果保留一位小数)(2)足浴器装入最大容量初温为22 的水,当水温达到控制面板上显示的温度时水所吸收的热量。(3)上述加热过程耗时16 min,该足浴器的热电效率。(导学号40722282)解:(1)由图3可以看出这时500 w的指示灯亮,由pui得此时足浴器的工作电流i 2.3 a(2)已知v水5 l5 dm35103m3,由 可得,水的质量mv1.0103kg/m35103m35 kg,水所吸收的热量qcmt4.2103 j/(kg)5 kg(42 22 )4.2105 j(3)水吸收的热量来源于电流做功,由p得,消耗电能wpt500 w1660 s4.8105 j,足浴器的热电效率100%100%87.5%23(2016,黄冈)热风枪常用于工程装修、服装制造等行业。工作时,利用其吹出的热风使材料熔化或软化,从而达到去除旧漆膜、弯曲塑料管、换装瓷砖等目的。图甲是某型号热风枪的简化电路图,其中电热丝r1的最大功率为2 000 w,r2、r3可分别调节温度和风量,不计温度对r1阻值的影响,请解答:(1)图乙中的p、q处为该型号热风枪的电热丝和电动机的预留安装位置,应将电动机安装在_处,否则_(说出一点即可)。(2)当r2接入电路电阻为30.8 时,r1上消耗的功率是多少?(3)已知r1达到最大功率时,从出风口吹出的空气温度升高了400 ,若将r1的功率调为1 500 w,则从出风口吹出的空气温度升高了多少?(设热效率相同、相同时间内吹出的空气质量相同)(导学号40722283)解:(1)p电热丝产生的热量可能损坏电动机(2)由电路图可知,当r20时,r1支路总功率最大,r1的功率p1最大为p1大2 000 w,r124.2 ,当r230.8 时,r总r1r224.2 30.8 55 ,i串4 a,p实i串2r1(4 a)224.2 387.2 w(3)r1消耗电能wpt,由得,从出风口吹出的空气吸热q吸wpt,空气升温t,由题意在、c空、m空、t一定时,有,t2t1400 300 24(2016,宁波)如图甲所示是一种家庭水箱水位测量装置示意图,电源电压为18 v保持不变,电压表量程为015 v,电流表量程为03 a,r0是阻值为10 的定值电阻,r1是长20 cm、阻值为20 的电阻丝,滑片p把电阻丝与轻质弹簧的指针连在一起。圆柱体m长80 cm,底面积为200 cm2。当水位处于最高处时,m刚好浸没在水中,滑片p恰好在r1的最上端。轻质弹簧阻值不计,m全部露出水面前,弹簧的伸长长度l始终与受到的拉力f成正比,如图乙所示。(1)当水位下降时,电路中示数会随之减小的电表是_。(2)当水位处于最高处时,电压表的示数为多少?(3)当水位下降,圆柱体露出水面部分的长度为50 cm时,电流表示数为多少?(g取10 n/kg)(导学号40722284)解:(1)电压表(2)当水位处于最高处时,滑片p恰好在r1的最上端,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流i0.6 a,电压表的示数u1ir10.6 a20 12 v(3)当水位下降,圆柱体露出水面部分的长度为50 cm时,圆柱体受到的浮力减小,f浮gv排gv露1.0103 kg/m310 n/kg200104 m250102 m100 n,弹簧对圆柱体增加的拉力ff浮100 n,由图象可知,此时弹簧测力计的伸长量增加10 cm,即轻质弹簧指针从最高处下降10 cm,此时变阻器接入电路中的阻值r120 10 cm10 ,电流表示数i0.9 a25(2016,郴州)热熔胶是常用的粘合剂,它在常温下是固体。图甲是热熔胶枪(简称“胶枪”)的外形,其内部有两只相同的ptc加热元件,电路如图乙所示,单只ptc加热元件的电阻与温度的变化关系如图丙所示。胶枪扳机松开时,开关s1断开,开关s2的触片与b触点接通,若此时接通电源,胶枪就进入预热状态,约60 s后热熔胶熔化成的胶液温度达到正常工作温度( 150 180 )。此后,若扣动扳机,胶枪就进入正常工作状态:开关s1闭合,开关s2的触片与a触点接通,固体胶条向前挤压,枪口冒出温度为150 180 的胶液。在近似计算时,可以认为胶液的温度与ptc加热元件的温度相同。求:(1)单只ptc加热元件在预热过程中的最小电阻为多少?(2)胶枪在预热过程中消耗的最大功率是多大?(3)接通电源60 s后,假设胶枪在恒温为150 的条件下正常工作100 s,它产生热量的60%被胶条吸收,在这过程中胶条吸收了多少热量?(导学号40722285)解:(1)s1断开,s2与b点接触时,r1、r2串联,胶枪进入预热状态,由丙图可知,预热过程中ptc的最小电阻为500 (2)p48.4 w(3)s1闭合,s2与a点接通,r1、r2并联,150 时ptc的电阻为1200 qtt100 s100 s j,q吸q60% j4840 j26(2016,威海)如图是某型号电动轮椅工作原理示意图。开关s1和s2由绝缘操纵杆控制,能同时接“1”或接“2”,向前推操纵杆时轮椅前进且能调速,向后拉操纵杆时轮椅以恒定速度后退。已知蓄电池的电压为24 v保持不变,r2的阻值为10 ,电动机的额定功率为100 w,额定电压为24 v。请解答下列问题:(1)当开关s1和s2同时接_(填“1”或“2”)时,电动轮椅前进;电动轮椅既能前进又能后退,是因为电动机线圈中电流的_能够改变。(2)当电动轮椅后退时,电流表示数为1 a,此时电动机的实际功率是多少?(3)当电动机以额定
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