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物理 专题三计算题专题 专题三计算题专题 计算题答题规范要求 整个答题过程 在 解 的后面写出公式及代入数据 算出结果 最后 答 1 写公式时 可以写原始公式的变形式 推导式 物理量符号书写要规范 不能像解数学一样 用x y等字母代替 尊重题目里原有的符号 题目中已给出的符号不能更改 一个字母只能表示一个物理量 同类物理量用一个字母加角标来区分 2 写出必要的文字说明 语言简练 准确 3 计算过程中代入的数据必须带单位 不能出现除号 而是用分数线代替 4 计算结果的数据必须带单位 题目最后结果不能用分数表示 如果除不尽 有规定的 就要严格按要求取 多取少取都不行 没规定的 保留一至两位小数 百分数则在百分号前保留一位小数 如83 3 题目中间过程的结果可以用分数表示 专题三计算题专题 力学计算1 2012潍坊 研究性学习在潍坊各校广泛开展 小红对家中的电热水壶进行了认真的观察与研究 她察看了如下所示的电热水壶说明书上的有关数据 并测出了容量刻度线到壶底的高度为16cm 然后加水至容量刻线后 放到加热座上 加热座面积与壶底面积相同 她提出了以下几个问题 请你给予解答 壶壁厚度不计 取g 10n kg 1 水对壶底的压力是多大 2 壶对加热座的压强是多大 3 为把壶中开水倒入暖瓶中 小红需将壶慢慢提高20cm 求小红要做多少功 专题三计算题专题 1 解 1 水对壶底的压强 p gh 1 0 103kg m3 10n kg 0 16m 1 6 103pa 水对壶底的压力 f ps 1 6 103pa 200 10 4m2 32n 2 壶中水的质量 m水 v 1 0 103kg m3 1 8 10 3m3 1 8kg 壶对加热座的压力 f g m水 m壶 g 1 8kg 0 6kg 10n kg 24n 壶对加热座的压强 p f s 24n 200 10 4m2 1 2 103pa 3 小红将壶慢慢提高20cm做的功 w gh m水 m壶 gh 1 8kg 0 6kg 10n kg 0 2m 4 8j 专题三计算题专题 2 2014 泰安 如图甲是某工厂生产流水线产品输送计数装置示意图 俯视图 立方体产品在水平传送带上与传送带以相同速度v 1m s匀速运动 产品的质量m 0 8kg 计数器由电流表和电路计数元件组成 电流表和电路计数元件的电阻不计 通过电路中电流的变化计数产品 a为激光源 r1为光敏电阻 r2为保护电阻 当激光射向r1时 r1的阻值变小 每当产品运动通过a与r1之间时 射向r1的光线会被产品挡住 r1阻值变大 闭合开关 电路中计数器中电流的示数i随时间t的变化图象如图乙所示 g取10n kg 1 不计空气阻力 求传送带匀速运送产品过程中对每一个产品的作用力大小和方向 2 求每个产品的边长l1和产品的间隔l2 每个产品对传送带的压强大小 专题三计算题专题 2 解 1 立方体产品在水平传送带上 传送带对每一个产品的作用力 f g mg 0 8kg 10n kg 8n 方向 竖直向上 2 由速度公式得 l1 vt1 1m s 0 1s 0 1m l2 vt2 1m s 0 2s 0 2m f压 g mg 0 8kg 10n kg 8n p 800pa 答 1 不计空气阻力 求传送带匀速运送产品过程中对每一个产品的作用力大小为8n 方向竖直向上 2 每个产品的边长为0 1m 产品的间隔为0 2m 每个产品对传送带的压强大小为800pa 专题三计算题专题 3 2014山东济宁 山东省第23届运动会山地自行车比赛项目将在济宁市万紫千红度假村举行 运动员李伟参加了小组选拔赛 图18中的山地自行车为比赛用车 其相关数据见下表 1 求碳纤维车价的密度 2 估算比赛中的山地自行车对地面的压强 3 李伟在某路段匀速骑行6km 耗时10min 若该路段阻力为总重力的0 02倍 求他的骑行功率 专题三计算题专题 专题三计算题专题 4 2014 东营 蛟龙号 创造了 中国深度 下潜7062m 今年 蛟龙号 将远赴印度洋探索2700m深处活火山的奥秘 已知 海水密度 1 03 103kg m3 声音在海水中的传播速度是1500m s 取g 10n kg 问 1 蛟龙号 下潜到2700m深度时受到的海水的压强是多少 3 蛟龙号 到达海底扔掉部分配重后 排开的水所受的重力是5 103n 它受到的浮力是多少 5 你认为 蛟龙号 面临的主要技术难题是什么 答出一条即可 专题三计算题专题 4 解 1 蛟龙号壳体受到海水的压强 p gh 1 03 103kg m3 10n kg 2700m 2 78 107pa 3 蛟龙 号受到的浮力等于它排开海水的重力 f浮 g 5 103n 5 随着下潜深度的增大 压强会越来越大 温度会越来越低 所以下潜至深海需要克服的技术难题是 低温和压强 专题三计算题专题 5 2014福建福州 如图所示是我国自主研制的新型气垫两栖登陆艇 它的质量约为1 0 x103kg 底面积约为500m2 问 1 登陆艇受到的重力是多少 它漂浮在海面上时 受到的浮力是多少 2 登陆艇静止在水平海滩上时 对海滩的压强是多少 3 若登陆艇用3 0 x103n的推进力 以20m s的航速行驶10min 则登陆艇的功率是多少 专题三计算题专题 专题三计算题专题 6 2014 泰安 一辆质量是3 5 103kg的汽车不慎陷入泥泞地面 汽车司机组织人们用如图的滑轮组将汽车拖出 已知整个过程中 水平拉力f是1 103n 汽车沿水平方向匀速移动了2m 滑轮组的机械效率为90 求 1 拉力f做的总功 2 有用功为多大 3 汽车受到的阻力大小 专题三计算题专题 6 解 1 拉力移动的距离 s nh 3 2m 6m 拉力做的功 w总 fs 1 103n 6m 6 103j 2 拉力做的有用功 w有用 w总 6 103j 90 5 4 103j 3 w fs 滑轮组对汽车的拉力 f 2 7 103n 汽车做的是匀速运动 所以汽车受的拉力和阻力是一对平衡力 大小相等 汽车受的阻力f f 2 7 103n 答 1 拉力做的功为6 103j 2 有用功为5 4 103j 3 汽车所受的水平阻力为2 7 103n 专题三计算题专题 7 2013 内江 如图3 甲所示 物体在水平拉力f 12n的作用下 沿水平地面向右做直线运动 传感器发出的超声波遇到运动的物体后将被反射回传感器 传感器显示出物体在水平方向通过的距离随时间变化的s t图象 如图3 乙所示 则 1 在0 15s内 物体受到的摩擦力的大小是多少 方向如何 2 在0 15s内 拉力f的功率是多少 专题三计算题专题 7 解 1 由图象可知 在0 15s内 物体做匀速直线运动物体受到的摩擦力f f 12n 方向 水平向左 2 拉力做的功 w fs 12n 30m 360j拉力的功率 p w t 360j 15s 24w 专题三计算题专题 8 2013 丽水 压路机是一种利用碾轮的碾压作用 使土壤 路基垫层和路面铺砌层压实的工程机械 广泛用于筑路 筑堤和筑坝等工程 某型号压路机的质量为3 104kg 发动机的额定功率为120kw g取10n kg 求 1 如图3所示 该压路机在沥青路面碾压时 压路机对水平路面的压强为2 105pa 则压路机对水平路面的压力为多少n 压路机与路面的接触面积为多少m2 2 该压路机发动机正常工作 压路机在沥青路面上行驶500s 发动机所做的功为多少j 3 该压路机发动机正常工作 压路机在水平地面以4m s的速度匀速直线行驶 则压路机的牵引力为多少n 压路机受到的阻力为多少n 专题三计算题专题 8 解 1 压路机对路面的压力 f mg 3 104kg 10n kg 3 105n根据p f s知 压路机与路面的接触面积 s f p 3 105n 2 105pa 1 5m2 2 发动机所做的功 w pt 1 2 105w 500s 6 107j 3 根据p fv知 压路机的牵引力 f p v 1 2 105w 4m s 3 104n根据二力平衡条件知 压路机受到的阻力 f f 3 104n 专题三计算题专题 9 2013 孝感 如图4所示 已知斜面长5m 高3m 绳端拉力为50n 利用这个滑轮装置将重为100n的物体在5s内从斜面的底端匀速拉到顶端 在此过程中 1 物体沿斜面向上运动的速度为多少 2 绳端移动的距离是多少 3 拉力做的功和功率各是多少 4 拉力的机械效率是多少 1 物体沿斜面运动的速度 v s t 5m 5s 1m s 2 拉力f移动的距离 s1 2l 2 5m 10m 3 拉力做的功 w总 fs1 50n 10m 500j拉力的功率 p w总t 500j 5s 100w 4 有用功 w有 gh 100n 3m 300j拉力的机械效率 w有 w总 300j 500j 60 专题三计算题专题 10 2013南充 如图11所示 体积为v 200cm3的木块在绳子拉力f 0 8n的作用下完全浸没在水中 g 10n kg 水1 0 103kg m3 绳子重力不计 求 1 木块此时受到浮力 2 木块的重力 3 剪断绳子 木块静止时排开水的体积 1 f浮 水gv排 10003 10 200 106 2n 2 g f浮 f 2n 0 8n 1 2n 3 f浮 水v排g g物v排 1 2 10 4m3 专题三计算题专题 11 2013乐山 某建筑工地用升降机提升大理石的示意图如图所示 升降机货箱的重力是400n g取10n kg 不计滑轮和钢丝绳的重力 不计摩擦 试求 1 已知大理石的密度是2 8 103kg m3 每块大理石的体积是1 0 10 2m3 则每块大理石的重力是多少 2 如果每根钢丝绳上能承受的最大拉力是2000n 则该升降机一次最多能匀速提升多少块大理石 3 某次提升中 升降机在1min内将货物匀速提升了15m 钢丝绳的拉力是2000n 则钢丝绳的拉力的功率是多少 1 每块大理石重 升降机一次能提起的大理石块数 钢丝绳端移动的距离 把货物提升15m做的功 升降机的功率 专题三计算题专题 12 2012日照 如图所示为倾角30 的固定斜面 方明同学用平行于斜面500n的推力将质量为70kg的物体在5s时间内匀速推高1m g取10n kg 求 1 推力做的总功和推力的功率 2 斜面的机械效率 3 斜面对物体的摩擦力 1 推力移动的距离 s hsin30 1m 1 2 2m 推力做的总功 w总 fs 500n 2m 1000j 功率 p w总 t 1000j 5s 200w 2 有用功 w有 gh mgh 70kg 10n kg 1m 700j 斜面机械效率 w有 w总 700j 1000j 70 3 额外功为 w额 w总 w有 1000j 700j 300j 摩擦力 f w额 s 300j 2m 150n 专题三计算题专题 电学计算1 2013 江西 如图1所示 电路中电源电压可调 小灯泡l1标有 6v6w 的字样 小灯泡l2 l3标有 6v12w 的字样 假设小灯泡的电阻不变 1 闭合s2 断开s1 s3 调节电源电压使电压表v2的示数为6v 求l2的实际功率 2 闭合s1 s3 断开s2 调节电源电压使电压表v1的示数为3v 求l1的电阻 3 闭合s1 s2 s3 画出此时的等效电路图 调节电源电压为18v 求此时l3的实际功率 闭合s2 断开s1 s3时 l2 l3两灯串联 u2实 u2额 6v p2实 p2额 12w 闭合s1 s3 断开s2时 l1 l3两灯并联 据题意 小灯泡电阻不变 r1 u21额 p1额 6v 2 6w 6 闭合s1 s2 s3 l1 l3两灯并联 l2短路 等效电路如右图所示 因为l3两端的电压远高于其额定电压 l3烧坏 所以实际功率为0w 专题三计算题专题 2 2013 齐齐哈尔 小波的妈妈为了改善早餐的营养 买了一台全自动豆浆机 下表是这个豆浆机的主要技术参数 如图2 甲所示是豆浆机的主要结构 中间部位是一个带动刀头的电动机 用来将原料进行粉碎打浆 外部是一个金属圆环形状的电热管 用来对液体加热煮沸 图2 乙是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作时的 p t 图象 请解答下列问题 1 豆浆机正常加热时的电流是多少 2 豆浆机正常加热时电热管的电阻是多少 3 豆浆机正常工作做一次豆浆 总共消耗的电能是多少 专题三计算题专题 2 解 1 由p ui得i1 p1 u 1210w 220v 5 5a 2 由i u r得r1 u i1 220v 5 5a 40 3 w1 p1t1 1210w 3 3 60s 653400j 6 534 105j w2 p2t2 120w 2 60s 0 144 105j w w1 w2 6 534 105j 0 144 105j 6 678 105j 专题三计算题专题 3 2013 内江 随着社会的进步 人们生活水平不断提高 电冰箱已成为现代家庭不可或缺的家用电器 右表是小明家某品牌电冰箱的铭牌 周末小明全家到外婆家看望外婆 他们从星期六上午10 00出门到星期天上午10 00回家的这一天中 他家的用电器只有电冰箱工作 正常且自动间歇 且他们出门和回家时电能表前 后两次的示数如图2所示 则 1 该电冰箱正常工作时的电流是多少 2 电冰箱在这一天中实际停机的时间是多少小时 计算结果保留一位小数 3 电冰箱主要的工作部件是压缩机 压缩机实际是一个电动机 电冰箱正常工作时压缩机将电能转化为机械能和内能 如果压缩机线圈的电阻8 那么电冰箱正常工作时压缩机的机械功率是多少瓦 专题三计算题专题 3 解 1 由p ui知 电冰箱正常工作时的电流 i p u 110w 220v 0 5a 2 电冰箱实际消耗的电能 w w2 w1 5653 7w h 5652 8kw h 0 9kw h由p w t知 电冰箱实际的通电时间 t w p 0 9kw h 0 11kw 8 2h停机时间 t2 t1 t 24h 8 2h 15 8h 3 压缩机的发热功率 p热 i2r 0 5a 2 8 2w压缩机的机械功率 p机 p p热 110w 2w 108w 专题三计算题专题 4 2012铜仁市 一只标有 6v 3w 的小灯泡 接在如图1所示的电路中 设电源电压和灯丝电阻均不变 求 1 小灯泡正常发光时的电阻是多少 2 当滑动变阻器连入电路中的电阻为6 时 闭合开关后小灯泡恰能正常发光 求电源电压是多少 1 灯泡的电阻 rl 12 2 因此时灯泡正常发光 所以电路中的电流 i 0 5a电源的电压 u i rl rp 0 5a 12 6 9v 专题三计算题专题 5 一小灯泡额定电压为2 5v 小灯泡电流随电压变化的曲线如图2甲所示 将它连入如图2乙所示电路中 电源电压为6v且保持不变 求 1 小灯泡的额定功率 2 为保证小灯泡正常发光 此时滑动变阻器连入电路的电阻大小 3 当电流表的示数为0 15a时 小灯泡在1min内消耗的电能 专题三计算题专题 5 解 1 小灯泡的额定电压ul 2 5v 从甲图中知 il 0 2a小灯泡的额定功率为 pl ul il 2 5v 0 2a 0 5w 2 小灯泡正常发光 即ul 2 5v 故ur u ul 6v 2 5v 3 5v ir il 0 2a滑动变阻器连入电路中的阻值为 r ur ir 3 5v 0 2a 17 5 3 i 0 15a 从甲图中知 u 1 5v小灯泡的电能 w u i t 1 5v 0 15a 60s 13 5j 专题三计算题专题 6 2012达州 小刚观察了市场上的 测重仪 后 画出了图3所示的原理图 a为托盘 p为金属滑片且固定在托盘下的轻质弹簧上 并能随轻质弹簧一起上下滑动 当托盘中不放物体时 p位于r的最上端 已知r0 5 r的最大阻值为25 电源电压恒为3v 问 1 图中的质量表应该用什么电表改装 2 当开关s闭合 不称量物体时 通电 min电阻r消耗的电能是多少 3 当称量物体质量达到最大值时 r0消耗的功率是多少 1 图中的质量表应用电流表改装 2 当开关s闭合 不称量物体时 r0与r串联 此时电路中的电流i为 i u r r0 3v 25 5 0 1a则r消耗的电能w为 w i2rt 0 1a 2 25 300s 75j 3 当称量物体质量达到最大时 只有r0接入电路 则r0消耗的电功率p为 p u2 r0 3v 2 5 1 8w 专题三计算题专题 7 2012东营 一种有冷风和热风两个档位的电吹风 其电路如图4所示 铭牌上的主要参数如下表 1 电吹风正常工作时 通过电动机的电流是多少 2 电热丝正常工作时的电阻多大 结果保留一位小数 3 电吹风在热风档正常工作1min 电吹风消耗的电能是多少 专题三计算题专题 7 解 1 流过电动机的电流 2 电热丝正常工作时的功率p3 p2p1 1167w电热丝正常工作时的电流电热丝正常工作时的电阻 3 电吹风消耗的电能w p2t 1200w 60s 7 2 104j 专题三计算题专题 8 2012桂林 小明同学家里的电热饮水机有加热和保温两种功能 可由机内温控开s0进行自动控制 小明从说明书上收集到如下表中的部分数据和图6所示的电路原理图 请解答如下问题 计算结果若不能整除 保留一位小数 1 这个电热饮水机正常工作时 在加热状态下的总电流大约是多大 2 若电阻r2的阻值为1210 则电阻r1的阻值为多少 3 在傍晚用电高峰期 供电电压可能会下降 当实际电压只有198v时 这个电热饮水机加热的实际功率是多大 图6 专题三计算题专题 8 解 由p ui可得正常加热状态下的电流 i p u 920w 220v 4 2a 当开关s闭合 s0断开时 电热饮水机只有r2工作 处于保温状态 由p uii u r可得电阻r2消耗的功率 p2 u2 r2 220v 2 1210 40w当开关s s0闭合时 电热饮水机处于加热状态 此时r1消耗的电功率为 p1 p总 p2 920w 40w 880w则有 r1 u2 p1 220v 2 880w 55 电热饮水机处于加热状态时的总电阻为 r总 u2 p总 220v 2 920w 1210 23 52 6 实际加热功率 p实 u实2 r总 198v 2 1210 23 745 2w 专题三计算题专题 热 力综合计算1 某型号专用车在车型测试中 在一段平直的公路上匀速行驶5 6km 受到的阻力是3 0 103n 消耗燃油1 5 10 3m3 假设燃油完全燃烧 若燃油的密度 0 8 103kg m3 热值q 4 107j kg 则 1 专用车牵引力所做的功是多少 2 该专用车的热机效率是多少 专题三计算题专题 1 解 1 因为专用车匀速行驶 所以牵引力 f f 3 0 103n牵引力所做的功 w fs 3 0 103n 5 6 103m 1 68 107j 2 消耗燃油的质量 m v 0 8 103kg m3 1 5 10 3m3 1 2kg燃油完全燃烧所产生的热量 q qm 4 107j kg 1 2kg 4 8 107j所以热机效率 w q总 1 68 107j 4 8 107j 35 专题三计算题专题 2 2013 济宁 为了保障学生人身安全 目前已有一大批校车投入使用 如图1为实验中学专用四轮校车 其质量为6 4t 每个轮子跟地面的接触面积为400cm2 这辆校车在某段平直公路上匀速行驶8km 用时10min 消耗柴油2l 受到阻力是1 8 103n 柴油的热值为3 3 107j kg 柴油的密度为0 85 103kg m3 g取10n kg 求 1 这段路程内发动机做功的功率 2 这段路程内消耗的柴油完全燃烧放出的热量 3 校车对地面的压强 专题三计算题专题 2 解 1 校车发动机的功率 p w t fs t fs t 1 8 103n 8000m 600s 2 4 104w 2 由 m v知 柴油的质量 m v 0 85 103kg m3 2 10 3m3 1 7kg柴油完全燃烧放出的热量 q qm 3 3 107j kg 1 7kg 5 61 107j 3 校车轮胎与地面的接触面积 s 4s0 4 0 04m2 0 16m2校车对水平地面的压力 f g mg 6 4 103kg 10n kg 6 4 104n校车对地面的压强 p f s 6 4 104n 0 16m2 4 105pa 专题三计算题专题 3 节水是建设节约型社会的重要内容 图2的装置很有创意 它将比较耗水的洗衣机和同样耗水但不太讲究水质的马桶连在一起 上部是洗衣机 有关技术参数见铭牌 下部是马桶 中间设有贮水箱 洗衣机还设有加热功能 洗涤前先将水加热到适宜温度 可以提高洗涤效果 1 求洗衣机脱水时的工作电流 2 某次洗衣时 首次进水量为15l 正常加热15min水温达到设定要求 求首次进水的质量 求加热过程中消耗的电能 若加热时电能的84 转化为水的内能 求水升高的温度 c水 4 2 103j kg 专题三计算题专题 3 解 1 i p u 330w 220v 1 5a 2 m v 1 0 103kg m3 15 10 3m3 15kg w pt 2000w 15 60s 1 8 106j q吸 w 1 8 106j 0 84 1 512 106jq吸 cm t t q吸 cm 1 512 106j 4 2 103j kg 15kg 24 专题三计算题专题 4 随着国民经济的发展 汽车已走进家庭 一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km 消耗汽油10l 若这些汽油完全燃烧放出的热量有30 用来驱动汽车做有用功 所用汽油的热值为4 6 107j kg 密度为0 7 103kg m3 求 1 这些汽油完全燃烧放出的热量 2 这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力 1 m v m v 0 7 103kg m3 10 10 3m3 7kg q放 mq 7kg 4 6 107j kg 3 22 108j 2 w有 q放 30 3 22 108j 30 9 66 107j w有 fs f w有 s966n 车匀速直线行驶 f f 966n 专题三计算题专题 5 2014 呼和浩特 2013年cycc中国房车锦标赛分站赛于7月5日至7月7日在鄂尔多斯国际赛车场举行 某一型号的房车在一段平直公路上匀速行驶了56km 用时半小时 车的总质量为3 103kg 受到的阻力为车重的 求 1 该房车的行驶速度 2 该房车牵引力所做的功 3 已知这一过程消耗燃油1 5 10 2m3 则热机在这一过程中消耗的总能量 假设燃油完全燃烧 燃油密度 为0 8 103kg m3 燃油热值q为4 5 107j kg 4 若将该房车改装成纯电动汽车 则可使二氧化碳排放量 由每消耗1kg汽油排放2 2kg二氧化碳降为零 已知改装后的房车每行驶一百公里能耗为160kw h 则该房车的效率 专题三计算题专题 5 解 1 v 112km h 2 车重g mg 3 103kg 10n kg 3 104n 车受到的阻力 f g 3 104n 3 103n 车匀速行驶 牵引力f f 3 103n 牵引力做功 w有用 fs 3 103n 56000m 1 68 108j 3 由 得消耗燃油的质量 m v 0 8 103kg m3 1 5 10 2m3 12kg 燃油完全燃烧放出的热量 消耗的总能量 w总 q放 mq 12kg 4 5 107j kg 5 4 108j 4 行驶100km 牵引力做的功 w有用 fs 3 103n 100000m 3 108j 消耗总能量 w总 160kw h 160 3 6 106j 5 76 108j 100 100 52 答 1 该房车的行驶速度为112km h 2 该房车牵引力所做的功为1 68 108j 3 热机在这一过程中消耗的总能量为5 4 108j 4 该房车的效率为52 专题三计算题专题 6 今年 五 一 期间 爸爸开车带着李兵从湛江市区出发沿湛徐高速到徐闻参观 大汉三墩 景点 汽车 包括车上的人和物品 质量为1 8 103kg 车轮与地面的总接触面积为0 09m2 当汽车以90km h的速度在平直路面上匀速行驶时 汽车发动机牵引力为1200n 效率为40 汽油的热值为4 6 107j kg 假设汽油完全燃烧 g取10n kg 求 1 汽车静止时对路面的压强 2 汽车以90km h的速度匀速行驶时 牵引力的功率 3 若汽车按照这种方式行驶 这次旅行全程往返250km 牵引力做的功是多少 李兵应该提醒爸爸至少要加汽油多少kg 专题三计算题专题 6 解 1 汽车静止时对地面的压力 f g mg 1 8 103kg 10n kg 1 8 104n汽车静止时对地面的压强 p f s 1 8 104n 0 09m2 2 105pa 2 汽车以90km h的速度匀速行驶时 速度v 90km h 90 3 6m s 25m s牵引力的功率 p fv 1000n 25m s 2 5 104w 3 全程往返250km牵引力所做的功 w fs 1000n 2 5 105m 2 5 108j由 w q w mq 得 全程往返约250km需要汽油的质量为 m w q 2 5 108j 30 4 6 107j kg 18 12kg 专题三计算题专题 电 力综合计算1 2014 嘉兴 随着生活水平的提高 扫地机器人逐步进入普通家庭 扫地机器人具有主动躲避障碍物 自动吸尘 自动返回充电灯诸多智能功能 如图是某款扫地机器人及铭牌上的部分参数 请回答下列有关问题 1 机器人吸尘的工作原理是通过电机转动时内部压强 从而使杂物进入吸尘器 2 电池容量 2000mah 是指当工作电流为2000ma 能持续供电1小时 若充满电后所有点亮用于扫地 则可供机器人持续正常工作多长时间 3 机器人的供电系统没有自动充电功能 当检测到电池容量低至10 时会自动返回充电 若返回过程中受到的阻力为20牛 为确保机器人能顺利返回充电 需要充电时离充电座最远为多少米 剩余电池容量的40 用于提供客克服阻力做功 专题三计算题专题 1 解 1 高速旋转的叶轮把空气排出风机 同时使外部空气和灰尘不断地补充进风机 吸尘器就能 吸尘 了 其原理利用了流体流速大的地方压强小 2 根据p ui得 i 2a 2000ma 由i 得 t 1h 3 克服摩擦力做到功为 w uit 15v 2000mah 10 40 4320j 根据w fs得 s 216m 故答案为 1 减小 专题三计算题专题 2 2014福建福州 为反对浪费 响应 光盘行动 小明为自助餐厅的餐桌设计了 光盘仪 餐盘放在载盘台上 若盘内剩余食物的质量达到或超过规定位 人一旦离开餐桌 提示器就会发出提示音 其原理图如图所示 电源电压3v不变 提示器的电阻r0恒为50欧姆 传感器r1的阻值随载盘台所载质量变化的关系如下表所示 开关s闭合后 问 1 根据表中数据 当载盘台所载质量是100g时 r1的阻值是多少 电路中的电流是多少 2 在第 1 问的基础上 通电5s 电流通过r1产生的热量是多少 3 当电路中的电流达到0 03a时 提示器会发出提示音 若空餐盘质量为100g 此时盘内剩余食物的质量是多少 专题三计算题专题 专题三计算题专题 3 某型号油量表工作原理如图6 甲所示 电源电压为24v r0为定值电阻 为油量表 实际上是量程为0 0 6a的电流表 r1为压敏电阻 其阻值随所受压力f变化的图象如图6 乙所示 它的上表面面积为0 01m2 油箱是长方体 装满油时深度h为0 4m 1 由乙图可知 压敏电阻r1随压力f的增大而 当油箱中的汽油用完时 r1的电阻为 2 已知油箱装满汽油时压敏电阻上表面受到的压强为2 8 103pa 则压敏电阻受到的压力为多大 3 油箱装满汽油时 油量表示数为最大值 即电流表满偏 求r0的阻值 4 当油箱中的汽油用完时 电路中的电流为多少 专题三计算题专题 3 解 1 减小220 2 f ps 2 8 103pa 0 01m2 28n 3 由图乙可知 当f 28n时 r1 20 当油箱装满油时 电流表的示数为0 6a 则r总 sx u i sx 24v 0 6a 40 r0 r总 r1 40 20 20 4 当油箱中的汽油用完时 由图可知 压敏电阻所受的压力 f 0 r 1 220 电路中的总电阻 r r 1 r0 220 20 240 电路中的总电流 i u r 24v 240 0 1a 专题三计算题专题 4 2013 台州 有一种电子秤的原理如图8 它主要由三部分构成 踏板和压力杠杆abo 压力传感器r 电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻 显示重力大小的仪表 实质是电流表 其中ao长20cm bo长5cm 压力传感器r的阻值与所受压力的关系如下表所示 踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计 电源电压为6v 1 重300n的学生站在踏板上时 双脚与踏板的接触面积为0 04m2 此时对踏板的压强为多少帕 2 电子秤开机后 没有秤量物体时压力传感器r消耗的电功率为多少瓦 3 当重400n的学生站在踏板上时 通过压力传感器r的电流为多大 专题三计算题专题 4 解 1 学生对踏板的压力 f g 300n 对踏板的压强 p 7500pa 2 没有秤量物体时 压力传感器受到的压力为0 由表格数据可知压力传感器的电阻r 30 压力传感器r消耗的电功率 p 1 2w 3 当重300牛的学生站在踏板上时 由杠杆平衡条件得 f ao f bo f f g 300n 75n 由表格数据可知 当压力增大50n时压力传感器的电阻减小3n 75n时压力传感器的电阻等于27 减去3 的一半 即r 27 25 5 根据欧姆定律可得 此时通过压力传感器r的电流 i 0 24a 专题三计算题专题 5 如图1是一电动机通过动滑轮提升重物的装置示意图 假设电源电压380v保持不变 电动机线圈电阻为1 不考虑电动机各处摩擦 当电动机将540kg重物匀速提升16m的过程中 电路中的电流为20a 动滑轮的机械效率为80 g取10n kg 则 1 电动机所施加的拉力f做的功是多少 2 电动机所施加的拉力f是多少 专题三计算题专题 5 解 1 拉力做的有用功 w有 gh mgh 540kg 10n kg 16m 8 64 104j拉力所做的功 总功 w总 w有 8 64 104j 80 1 08 105j 2 由图知 n 2拉力移动的距离 s 2h 2 16m 32mw总 fs拉力的大小 f w总 s 1 08 105j 32m 3375n 专题三计算题专题 6 太阳能动力车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能 再利用电动机驱动的一种新型机动车 有一种太阳能实验车 如图2所示为研制过程的样品 它上面的太阳能接收板的有效面积s 8m2 天气晴朗且接收板正对着太阳时 每平方米面积上能接收到太阳辐射的功率为p0 1kw 太阳能电池产生的电压为u 120v 可供电动机正常工作的电流为i 10a 求 1 电动机正常工作时的电功率是多大 太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少 2 若电动机正常工作时 将电能转化为机械能的效率是75 且该车装满货物沿水平路面匀速行驶时所获得牵引力是150n 所受阻力是车与货物总重的0 1倍 则该车匀速行驶时的速度是多大 所装货物的质量是多少 已知车自重900n g取10n kg 专题三计算题专题 6 解 1 p电 ui 120v 10a 1200w p电 p总 1200w 8 p0 1 2 103w 8 103w 15 2 p牵 p电 f牵v p电v p电 f牵 75 1 2 103w 150n 6m sf牵 f阻 1 10 g车 g货 g货 10f牵 g车 1500n 900n 600nm货 g货 g 600n 10n kg 60kg 专题三计算题专题 7 2013 广州 效率是30 水平叉臂面积为1m2的电动叉车 如图4 甲 托着重量为6000n 底面积为6m2的货物 如图4 乙 5s内从a点匀速水平移动到b点 再从b点匀速竖直提升10s到达c点 所用时间及各点间距离如图4 丙所示 求 1 a到b过程 货物对叉臂的压强 2 a到c过程 叉车对货物的支持力做的功 3 b到c过程 叉车对货物做功的功率 4 b到c过程 叉车消耗的电能 专题三计算题专题 7 解 1 a到b过程中 货物对叉臂的压力为货物的重6000n 受力面积为叉臂面积1m2 由固体压强公式 p f s 6000n 1m2 6000pa 2 a到c过程中 叉车对货物的支持力只在b到c过程中做功 支持力做的功 w fs 6000n 1m 6000j 3 b到c过程中 叉车对货物做功的功率 p w t 6000j 10s 600w 4 由 2 知 叉车对货物做的有用功为w 6000j 其效率为30 故叉车消耗的电能 w电 w 6000j 30 2 104j 专题三计算题专题 8 2014 泰安 电动汽车以蓄电池为驱动能源 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 某辆电动汽车的总质量 含驾驶员 为2 5 103kg 汽车车身长3 5m 当它在水平路面以某一速度v匀速行驶时 电动机工作电流为50a 工作电压为400v 电动机电功率换为汽车前进的机械功率的效率为75 汽车所受阻力为汽车重力的0 03倍 g去10n kg 1 求电动汽车匀速前进的速度v多大 2 若汽车以10m s的速度通过9 5m长的桥梁 求汽车通过桥梁的时间 专题三计算题专题 8 解 1 车所受阻力 f阻 0 03g 0 03mg 0 03 2 5 103kg 10n kg 750n 因为汽车做匀速直线运动 所以f f阻 750n 由题意得 p机械 p电 又 p机械 fv p电 ui fv ui 电动汽车匀速前进的速度 v 20m s 2 汽车过桥所经过的路程 s s车 s桥 3 5m 9 5m 13m 汽车通过桥梁的时间 t 1 3s 答 1 电动汽车匀速前进的速度为20m s 2 汽车通过桥梁的时间的为1 3s 专题三计算题专题 热 电综合计算1 2012 揭阳 如图7所示是电热水壶铭牌 为了测量它烧水时的实际功率 石磊和哥哥合作进行了如下实验 关掉家里所有用电器 将该电水壶装了0 6l 600cm3 20 的水 接入家庭电路中 闭合壶的开关 测得壶中的水从20 上升到100 所用的时间是3 5min 同时观察到家中电能表 见图8 转过的转数正好为90转 r 已知水的比热容 c 4 2 103j kg 请根据相关信息 求 1 电水壶中水吸收的热量 2 电水壶烧水的实际功率 图8 专题三计算题专题 1 解 1 水的质量m v 1g cm3 600cm3 600g 0 6kg水吸收的热量q cm t 4 2 103j kg 0 6kg 80 201600j 2 消耗的电能w 90r 1500r kwh 0 06kwh 216000j电水壶烧水的实际功率p 0 06kwh 3 5h 60 1 03kw答 1 电水壶中水吸收的热量是201600j 2 电水壶烧水的实际功率是1 03kw 专题三计算题专题 2 2014 东营 无内胆饮水机 管线机的电路原理如图 电热丝r1 r0绕在出水管上 水经过出水管时被加热 通过改变 温 开水选择开关 的状态 断开 或 闭合 可以选择出温水或开水 该管线机的额定电压是220v 开水加热电功率是2200w 温水加热电功率是1100w 已知 电热丝r1 r0电阻不随温度变化 水的比热容c 4 2 103j kg 水的密度 1 103kg m3 取g 10n kg 问 1 温 开水选择开关 的状态和出温水 开水的对应关系如何 2 饮水机正常工作 出开水时电热丝中的电流是多少 电热丝r0的电阻是多少 3 现在需要100 的开水500ml 已知水的初温是20 水需要吸收多少热量 如果电能转化为水的内能的效率是80 饮水机正常工作时 烧开这些水需要多少时间 专题三计算题专题 2 解 1 当开关s闭合时 只有电阻r0接入电路 由p 可知 此时饮水机处于加热状态 当开关s断开时 电阻r1和r0串联接入电路 此时饮水机处于保温状态 2 根据题意可知 p加 2200w 由p ui可知 饮水机出开水时电热丝中的电流 i 10a 饮水机处于加热状态时 只有电阻r0接入电路 由p 可知 r0 22 3 由 1 103kg m3可知 水的质量 m v 1 0 103kg m3 500 10 6m3 0 5kg 水吸收的热量 q吸 cm t 4 2 103j kg 0 5kg 100 20 1 68 105j 由 可得 w 2 1 105j 由w pt可知 t 95 45s 专题三计算题专题 答 1 当开关s闭合时 只有电阻r0接入电路 此时饮水机处于加热状态 当开关s断开时 电阻r1和r0串联接入电路 此时饮水机处于保温状态 2 饮水机正常工作 出开水时电热丝中的电流是10a 电热丝r0的电阻是22 3 现在需要100 的开水500ml 已知水的初温是20 水需要吸收了1 68 105j的热量 如果电能转化为水的内能的效率是80 饮水机正常工作时 烧开这些水需要的时间为95 45s 专题三计算题专题 3 如图1所示 某品牌电热水壶的铭牌上标着如下表所示的数据 求 1 该电热水壶正常工作时的电阻 2 当电热水壶装满水后 从20 加热到100 水吸收的热量 3 电热水壶正常工作时加热一壶水需要4 5min 加热这壶水时的效率 专题三计算题专题 3 解 1 该电热水壶的电阻 r u2 p 220v 2 2000w 24 2 水的质量 m v 1 103kg m3 1 5 10 3m3 1 5kg水吸收的热量 q吸 cm t cm t t0 4 2 103j kg 1 5kg 100 20 5 04 105j 3 w电 pt 2000w 4 5 60s 5 4 105j q吸 w电 5 04 105j 5 4 105j 93 3 专题三计算题专题 4 太阳能热水器以节能 环保等特点为很多家庭所使用 但是如果遇到阴雨连绵的天气 太阳能热水器里的水就达不到所需要的温度 为此 人们研制出了太阳能 电能两用热水器 小兰家就刚刚安装了一台这样的热水器 它的水箱容积为120l 求 1 若此热水器装满20 的水 要使水温升高到40 需要吸收多少热量 2 小兰从产品使用说明书中了解到 该电加热器的额定电压为220v 额定功率为2kw 若水箱中的水用电加热器来加热 仍使满箱水的温度从20 升高到40 需要电加热器正常工作多长时间 假定所消耗的电能全部转化为水的内能 3 若在上述情况下 电加热器正常工作 实际用了2h 则此电加热器的效率是多少 专题三计算题专题 4 解 1 由题知 水的体积 v 120l 120 10 3m3 0 12m3水的质量 m v 1 0 103kg m3 0 12m3 120kg水吸收的热量 q吸 cm t 4 2 103j kg 120kg 40 20 1 008 107j 2 由题知 w电 q吸 1 008 107j由p w t知加热时间 t w p 1 008 107j 2000w 5 04 103s 1 4h 3 w总 pt 2000w 2 3600s 1 44 107j电加热器的效率 q吸 w总 1 008 107j 1 44 107j 70 专题三计算题专题 5 2013 滨州 某中学学生公寓新安装了即热式电热水器 解决了学生日常饮水需要 右表为该电热水器的部分技术参数 1 该电热水器正常工作时的电流是多少 2 该电热水器贮满初温为20 的水后 在标准大气压下将其烧开 则在此过程中该电热水器消耗的电能是多少焦耳 假设电能全部转化为内能 c