1、一) 纯电路计算1. 某直流电动机的铭牌上标有“220V 6.6 kW”，电动线圈的电阻为 0.5 。(1)电动机的工作原理是什么？(2)该电动机正常工作 1 h，消耗多少 J 电能？电动机线圈产生多少热量？(3)在工作过程中，电动机因故障卡住无法转动，很快就闻到焦糊味道，请你从能量转化角度解释这个现象。4. 爱好科学的小明同学找来了一种电热饮水机，如图甲是饮水机的简化示意图，S 是温控开关，当 S、S 1 都闭合时为加热状态。S 断开、S 1 闭合为保温状态。图乙是饮水机的铭牌参数。请你帮他求出：(1)初温为 20 的一满箱水，用此饮水机将水加热到 90 需要吸收的热量是多少？c水 4.21
2、0 3 J/(kg)(2)电阻丝 R2 的阻值多大？(3)在正常加热状态工作下，加热 5 min 需要消耗的电能是多少？6. 电动汽车是我国重点发展的项目，已经走进我们的家庭。已知某款电动汽车满载时，人和车总质量为 1 500 kg。电动汽车工作时的电路原理如图所示，在电动汽车行驶时，通过改变调速电阻来调节电动机的转速，改变汽车的速度，当汽车行驶速度最大时，电压表示数为 200 V，电流表示数为 15 A，此时最大车速为 36 km/h，匀速行驶时汽车受到的阻力为车总重的 0.01 倍。请你用学过的物理知识解答下面的问题。(电池组内阻忽略不计)(1)电动汽车以最大速度匀速行驶时，牵引力为多少？
3、( g10 N/kg)(2)若电动汽车以最大车速行驶 1 h，电动机消耗的电能是多少？(3)已知电动机的内阻为 1 ，求 1 h 内电动机产生的热量？(4)调节调速滑片，当电压表示数为 150 V，电流表示数为 10 A 时，求调速电阻接入电路中的电阻。二) 可变电阻类7. 如图甲所示，是一种自动测量油箱内油量的装置，油量表(由电流表改装而成) 的指针能指示油箱内油的多少。当油箱加满油时，浮标通过杠杆使滑片恰好移至变阻器的最下端；当油箱油量减少到 5 L 时，油量表会发出警告。油的体积 V 和变阻器接入电路的电阻R 的关系如图乙所示，电源电压恒为 6 V，定值电阻 R0 的阻值为 100 。闭
4、合开关 S，求：(1)当油箱加满油时电路中的电流；(2)油箱内油量剩余一半时变阻器 R 两端的电压；(3)油量表刚报警时 R0 的功率。8. 如图所示为某品牌多功能电热锅简化电路图。温度自动调节器通过调节发热体的电压来调节电热锅的功率及温度。下表是其在不同挡位的设定温度值。电热锅在猛火挡时发热体的额定功率为 1 500 W，此时发热体两端电压为 220 V。不计温度对发热体电阻的影响。挡位 ON 文火 小火 中火 大火 猛火设定温度() 50 80 110 140 170 200(1)制作发热体的材料应具有什么特点？( 请写出一点)(2)求发热体的电阻；(3)若发光二极管工作时的电压为 2 V
5、, 电流为 20 mA，求电阻 R0 的阻值；(4)正常工作时，空的电热锅由 20 达到不同挡位的设定温度耗时相同。请计算电热锅发热体在文火挡时的功率，不计热损失。10. 如图是电梯限载报警器的原理图。图中 R0 是最大阻值为 100 的变阻器不计导线和电磁铁线圈的电阻，压敏电阻 R 所受压力大小等于电梯承载的重量，且阻值随所受压力大小的变化关系如下表所示。电源 1 的电压保持 6 V 不变。F1(103 N) 1.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 R/ 120 85 55 35 20 10 (1)闭合开关 S1 和 S2，电梯承载的重量增加时，压敏电阻的阻值变_，通过线圈的电流变_
6、。(均选填“大”或 “小”)(2)当电梯超载时，衔铁会被电磁铁吸下，限载报警器通过_报警(填“灯亮 ”或“铃响”) ，同时切断电梯升降电路，从而保障运行安全。(3)现要适当调低电梯的限载重量，应把变阻器 R0 的滑片适当向_(选填“ 左”或“右”) 。(4)当线圈中的电流为 0.02 A 时，电源 1 所连接的电路的总功率是多少？(5)线圈中的电流达 0.05 A 时，衔铁会被吸下，求电梯的最大限载重量。11. 科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温水箱温控电路(设环境温度不高于20 )，由工作电路和控制电路组成。工作电路中的电热器上标有“220 V 1 000 W”的字样；控制电路电源电压 U
7、30 V，热敏电阻 Rt作为感应器探测水温，置于恒温水箱内，其阻值随温度变化的关系如图乙所示，R 1 为滑动变阻器闭合开关S，电磁铁产生的吸引力 F 与控制电路中电流 I 的关系如图丙所示，衔铁只有在不小于 3 N 吸引力的作用下才能被吸下，工作电路断开不计继电器线圈的电阻， c 水4.210 3 J/(kg) 。求：(1)电热器正常工作时的电阻；(2)电热器正常工作时，给恒温箱中 100 kg 的水加热，已知电热器的加热效率为 70%，当水温由 30 升高到 40 时，电热器的加热时间；(3)为了把温度控制在 40 左右，设定在水温低于 40 时自动加热，在水温达到 40 时停止加热，求此时
8、滑动变阻器 R1 消耗的电功率。三) 推导证明类12. 一路灯距地面的高度为 h，身高为 l 的人以速度 v 匀速行走，如图所示。(1)利用光的直线传播知识作出图中人在路灯( 路灯发出的光线可看做是从某一点发出)下的影子。(保留作图痕迹)(2)试证明人的头顶的影子做匀速运动。13. 有一架天平横梁左右两臂不等长。为了减少实验误差，在实验室中常用“交换法”来测定物体的质量。如图所示，将一木块先放到调好的不等臂天平的左盘，当横梁恢复平衡时，右盘中所加砝码的总质量为 m1；再把木块放在天平的右盘，当横梁恢复平衡时，左盘中砝码的总质量为m2。(1)请画出天平左盘中木块所受的力；(2)试证明木块的质量
9、m 。m1m214. 把两个定值电阻 R1、R 2 并联接入电压恒定的电路中，通过它们的电流分别为I1、I 2，已知 R1nR 2，并测出干路电流为 I。请你解答下列问题：(1)试证明：I 1 I；1n 1(2)如果通过干路的电流是 0.6 A，当 n3 时，则通过电阻 R1 的电流是多少？五) 多挡位电器类17. 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、低三挡并可手动调节，其额定电压为220 V，低温挡、中温挡的额定功率分别为 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
10、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)低温挡加热的电流多大？(2)中温挡加热 5 h，消耗多少度电？(3)高温挡加热的额定功率是多少瓦？18. 图甲是某款电热水龙头。即开即热、冷热兼用。图乙是它的原理电路图。R 1、R 2 为电热丝，通过旋转手柄带动开关 S 接通对应电路，从而实现冷水、温水、热水之间切换。有关参数如下表。不考虑温度对电阻丝阻值的影响，请回答下列问题：产品名称 即热式电热水龙头应用场所 厨房、卫生间额定功率温水(2 200 W)热水(3 300 W)额定电压 220 V额定频率 50 Hz防触电类型 类(最高等级)(1)开关部位 1 与 2 接
11、触时，水龙头放出的水是_( 选填“温”或“热”)水，此时电路中的电流多大？(2)水龙头放热水时，正常工作 50 s，消耗的电能是多少？(3)R2 的电阻值多大？七) 涉及浮力计算25. 一壁很薄的透明瓶子，瓶身部分为圆柱状，瓶子的底面积为 40 cm2，瓶中装有高度为 28 cm 的水 (如图甲所示 )。将瓶子倒置并使其在水中竖直漂浮(如图乙所示) ，此时瓶子露出水面的高度为 4.5 cm，瓶子内外水面的高度差为 2.5 cm。求：(1)瓶子(含瓶盖 )的重力。(2)瓶子在水中悬浮时瓶中水的质量。27. 图甲是建造长江大桥时使用的起吊装置( 图中未画出) 的钢缆绳拉着实心圆柱体 A 距江面某一
12、高度处沿竖直方向匀速下降，在下降到江底之前，始终保持 0.2 m/s 的速度不变。图乙是 A 下降到江底之前钢缆绳对 A 的拉力 F 的随时间 t 变化的图像(取江水的密度为 水 1.010 3 kg/m3，g 取 10 N/kg)。求：(1)圆柱体 A 下降过程中，重力的功率；(2)圆柱体 A 的密度；(3)当圆柱体 A 下降到江底(江底视为水平 )，卸下钢缆绳后，圆柱体 A 对江底的压强？八) 起重机类28. 如图是用动滑轮运送建筑材料 A 的示意图，在卷扬机对绳子的拉力作用下，使重800 N 的建筑材料 A 在 50 s 的时间里，匀速竖直上升了 10 m。在这个过程中，动滑轮提升建筑材
13、料 A 所做的有用功为 W 有 ，卷扬机对绳子的拉力 F 做功的功率为 200 W。绳重可忽略不计。求：(1)有用功 W 有 ；(2)动滑轮匀速提升建筑材料 A 的机械效率 。31. 利用轮船上的电动机和缆绳从水库底竖直打捞出一长方体物体，如图乙中所示Pt 图像表示了电动机输出的机械功率 P 与物体上升时间 t 的关系。已知 080 s 时间内，物体始终以 v0.1 m/s 的速度匀速上升，当 t80 s 时，物体底部恰好平稳地放在轮船的水平甲板上。已知电动机的电压为 200 V，物体上升过程中的摩擦阻力不计，g 取 10 N/kg。求：(1)甲板离水面的距离h2。(2)若电动机电能转换为机械
14、能的效率为 80%，求在050 s 内，电动机线圈中电流的大小。(3)物体的密度 。九) 杠杆类32. 如图是一斜拉索公路桥的模拟实验。有一块平直的轻质木板(木板重力不计) ，其左端连接在转动轴 O 处，其右端 A 用一根细绳系在竖直墙上的 B 处，此时木板恰好水平，BAO37 ，细绳能承受的最大拉力为 10 N，OB 两点间距是 5 m。现将一个重为 10 N 的小物块放在木板上 O点附近( 可视为在 O 点)，让它在一个大小为 5 N 的水平拉力作用下以2 m/s 的速度向右做匀速直线运动，已知 sin 370.6，sin 530.8) ，求：(1)拉力做功的功率多大？(2)小物块在木板上
15、运动了多长时间，细绳才被拉断？(3)OA 仍保持水平，若使 B 点上移，小物块向右移动的距离是更远一些还是更近一些？并作相应的解释。33.学校新近买了 30 套总质量为 300 千克的实验器材，每套一箱实验员需要把这批实验器材搬运到 15 米高的实验室（1）该实验员在搬运中，对实验器材总共做功_焦；（2）假设他身体可以向外提供的功率 P 与所搬运物体的质量 m 的关系如图所示，每次他搬起箱子、放下箱子和下楼的时间 t 与所搬运物体的质量 m 关系如表所示，那么他搬完全部箱子，且回到开始搬运处，所用最短时间为_秒（计算结果精确到 0.1） 搬运质量 m/kg 10 20 30时间 t/s 40
16、60 7034. 如图是一个上肢力量健身器示意图。D 是动滑轮；配重 A 是质量为 162 kg、边长为 30 cm 的正方体物块，杠杆 EH 可绕 O 点在竖直平面内转动，OEOH12。假定运动员体重是 600 N(不计杠杆重、绳重及摩擦， g 取 10 N/kg)。求：(1)配重 A 的密度是多少 kg/m3?(2)配重 A 自由放置时对地面的压强是多少 Pa?(3)当人将配重 A 匀速提离地面时，人用了 410 N 的力，则动滑轮重为多少 N?第 34 题图1. 解：(1)电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用(2)电动机消耗的电能 WPt6.6 kW1 h6.6 kWh2.3
17、7610 7 J根据 PUI 可知电动机正常工作时的电流：I 30 A，PU 6.6103 W220 V线圈产生的热量 QI 2Rt(30 A) 20.5 3 600 s1.6210 6 J(3)线圈卡住无法转动，电能无法转化为机械能，消耗的电能全部转化为内能，因此产生大量的热，温度迅速升高，烧坏电动机内部而发出焦糊味。2. 解：(1)灯泡的额定电流为 I 额 0.6 A；P额U额 3.6 W6 V(2)由图可知，灯泡 L 与定值电阻 R 并联，电源电压为 6 V，则灯泡 L 能正常发光，灯泡电流为 0.6 A，由于电流表测干路中的电流为 0.8 A，则通过定值电阻 R 的电流为IR II 额
18、 0.8 A0.6 A0.2 A ，所以定值电阻 R 的阻值为 R 30 URIR 6 V0.2 A(3)通电 60 s，电流所做的总功为 WUIt6 V0.8 A 60 s288 J3. 解：(1) 100% 100% 100%10%W有W总 P输 出P接 收 80 W800 W(2)WP 风 t200 W63 600 s4.3210 6 Jt 7.2 104 sWP灯 4.32106 J60 W(3)环保，受天气因素影响小，免电线铺设接收等4. 解：(1)水吸收的热量是： Q 吸 c 水 m 水 (tt 0)4.210 3 J/(kg) 2 kg(90 20 ) 5.8810 5 J(2)
19、当 S 断开时只有 R2 接入电路中，处于保温状态，故 R2 的电阻是：R2 1 100 U2P保 温 （220 V）244 W(3)在正常加热状态下，加热 5 min 消耗的电能是：WP 加热 t1 000 W 560 s310 5 J5. 解：(1)小灯泡正常发光时的额定电压 U2.5 V，由图乙知其额定电流为 I0.25 A，所以小灯泡正常发光时的电阻为： R 10 UI 2.5 V0.25 A(2)由图乙知当电压表示数为 1 V 时，电流表示数即通过小灯泡的电流为 0.2 A，小灯泡 1 min 内消耗的电能为：W UIt 1 V 0.2 A60 s12 J(3)由题意得： 0.15 AU 0.5 VR滑0.25 AU 2.5 V15R滑解得：U3.5 V
