1、题型复习(四) 综合计算题题型之一 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 m 3，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 12kg，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 5.610 2 m2F
2、浮 水 g 560 N1.0103 kg/m310 N/kg(2)竹筏 的体积浸入水中时，排开水的体积：V 排 70.1 m30.35 m 312 12此时竹筏受到的浮力：F 浮 水 gV排 110 3 kg/m310 N/kg0.35 m33.510 3 N不计竹筏的质量，竹筏仍然漂浮，则人的总重力G 总 F 浮 3.510 3 N，所以，该竹筏最多能载的人数：n人 7(人)G总m人 g 3.5103 N50 kg10 N/kg2(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
3、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 cm 2， 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 1.010 3 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：p B 水 gh1.010 3 kg/m310 N/kg401
4、02 m410 3 Pa(2)由p 变形可得，水对活塞的压力： FBp BSB410 3 Pa30104 m212 FSN，杠杆C 受到的压力：F CF BG 活塞 12 N 3 N15 N，由杠杆的平衡条件可得： FCOCF DOD，则绳子自由端对杠杆D 端的拉力：FD FC FC 15 N5 NOCOD OCOC CD 11 2(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：2F DF 斥 G E，则F
5、 斥 G E2F D11 N25 N1 N，磁体F 对水平面的压力：F 压 G FF 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 m 2，圆柱形水桶的底面积为0.2 m 2、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110 4 Pa；将水桶拉离水面后，匀速
6、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 1.1510 4 Pa0.04 m2460 NFS小雨对绳子的拉力：FG 人 F N500 N460 N 40 N由图可知，n3，不计绳重及摩擦，由F G点 可得，桶和动滑轮总重：G 0nF340 N 120 N1n(3)由pgh可得，桶底所处的深度：h 1 0.25 mp水 g 2.5103 Pa1.0103 kg/m310 N/kg水桶排开水的体积：V 1Sh 10.2 m 20.25 m0.05 m 30.1 m3水桶受到的浮力：F 浮
7、水 gV排 水 gV11.010 3 kg/m310 N/kg0.05 m3500 N此时小雨对地面的压力F N P人 S人 110 4 Pa0.04 m2 400 N小雨对绳子的拉力：FG 人 F N500 N 400 N 100 N，由F (G水 G 0F 浮 )可得，水的重力：G 水 nFF 浮 G 03100 N500 N120 N 680 N，1n水桶拉离水面后，匀速拉动过程中滑轮组的机械效率： 100% 100% 1W有W总 G水 h（G水 G0）h G水G水 G000% 100% 85%680 N680 N 120 N4(2016烟台 )某课外科技小组的同学对自动冲水装置进行了研
8、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110 3 m3，盖板的横截面积为610 3 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
9、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 gVB 1.0103 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：F AOAF 浮 OB，则盖板受到绳子的拉力：F A F浮 3 10 N30 NOBOA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 F A30 N，由压强公式p 可得，盖板受到水的压强： p 5 000 PaFS FAS 30 N610 3 m2由pgh 可得， 水
10、箱内所能注入水的最大深度： h 0.5 mpg 5 000 Pa1.0103 kg/m310 N/kg(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310 5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，OA OB 53，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/
11、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110 5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 N12 12滑轮组的机械效率： 100% 100% 100% 100%70%W有 用W总 GhFs G2F 210 N2150 N(2)设配重M 的底面积为 S，质量为m.由压强公式p 可得：310 5 Pa FS GMS当物体匀速上升时，作用在杠杆A 端的力：F A3FG
12、 定 3150 N150 N 600 N由杠杆平衡条件可得，F BOBF AOA即F B 1 000 NFAOAOB 600 N53由p 可得：110 5 Pa FS GM FBS GM 1 000 NS联立可得：3 解得G M1 500 NGMGM 1 000 N由Gmg可得，m 150 kgGMg 1 500 N10 N/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，F BOBF AOA 即F A 900 NFBOBOA 1 500 N35由二力平衡条件可得：3FG 定 F A F 250 NFA G浮3 900 N 150
13、 N36(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：f 0.1G0.12 kg10 N/kg2 N(2)因为 ，故F NW有 用W总 fsFns fnF f3 2 N350% 43由F (G动 f)得动滑轮重力：G 动 3F f3 N2
14、 N2 N13 43(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： f0.1G 0.110 kg10 N/kg10 N绳子自由端的拉力为：F (G动 f) (2 N10 N)4 N13 13拉力功率为：P Fv4 N30.1 m/s1.2 WWt Fst7(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
15、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 gh11.010 3 kg/m310 N/kg0.2 m210 3 Pa(2)金属块的体积V金 V 排 Sh 排 S(h 2h 1) 2.5103 m2(0.22 m0.20 m)510 5 m3金属块的质量m 0.39 kgGg 3.9 N10 N/kg金属块的密度 7.810 3 kg/m3mV 0.39 kg510 5m3(3)金属块受到的浮力F 浮 水
16、 gV排 1.010 3 kg/m310 N/kg5105 m30.5 N弹簧测力计的示数F 示 GF 浮 3.9 N 0.5 N 3.4 N(4)此过程中浮力做功：WFsF 浮 h30.5 N 0.1 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
17、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%W有 用W总 1.5 J2 J(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：GOA G 杠杆 OC12FOC；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，12OBOA ，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
18、： W有 用W总 W有 用W有 用 W额 11 W额W有 用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 2 1W额W有 用9(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F 1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N 1，在图乙装置中，用竖直向下的拉力F 2匀速提升同一物体时，人对水平
19、地面的压力为N 2，已知动滑轮重100 N，每只脚与地面的接触面积为160 cm2，N 1N 2 21.(不计摩擦及绳重)求：(1)拉力F 1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F 1的功率为：P 150 WWt 3 000 J20 s(2)F1 (GG 动 ) (500 N100 N)200 N13 13由WFs得，拉力移动的距离s 15 mWF1 3 000 J200 N物体升高的高度h s 15 m5 m13 13物体升高的速度v 0.25 m/sht 5 m20 s(3)人对
20、水平地面的压力：N 1G 人 F 1N2G 人 F 2用图乙装置提升物体时的拉力F 2F 1200 N已知N 1N 221由解得N 2400 N用图乙所示装置提升物体时，人对地面的压强：p 1.2510 4 PaN2S 400 N216010 4m210(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，BO 20 cm ，当在杠杆的B端加一恒力F 30 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
21、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：F Amgpa 2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：F AOAFOB即：(mgpa 2)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：F AOCFOB即mgOAcos60 F OB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
22、 )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/V 1 2 3 4 5 6 7 8U/A 0.17 0.25 0.34 0.40 0.45 0.50 0.53 0.57R/(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
23、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：P LU LIL6 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：U RU U L9 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： R 6 URIR URIL 3 V0.5 A(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：U LUU R9 V 5 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：P L U LI L4 V0.4 A 1.6 W(4)由
24、R U/ 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：PUI L9 V0.4 A3.6 W电路消耗电能的效率： 100% 100 %44.4%PLP 1.6 W3.6 W2(2016承德模拟 ) 如图，电源电压为12 V，L是“12 V 6 W”的灯泡， R1为滑动变阻器 ，R 2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S 2，
25、闭合S、S 1时变化了1 A，求R 2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，S 2，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、S 1，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、S 1时变化了1 A，则通过电阻R 2的电流为1 A ，由I 可知，R 2 12 UR UI2 12 V1 A(2)滑动变阻器的滑片在最右端，闭合S、S 2，断开S 1，滑动变阻器的最大阻值与R 2串联接入电路，由I 可知UR，电路总电阻：R 60 ，滑动变阻器的最大阻值：R
26、 1RR 260 12 48 UI 12 V0.2 A(3)由P 可知，灯泡电阻：R L 24 ，滑动变阻器的滑片在中点时电路电流IU2R （12 V）26 W 0.25 A ，灯泡实际功率：P L实际 I 2RL(0.25 A) 224 1.5 WURL R1212 V24 48 23(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I U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R 2的最大阻值为 100 .只闭合开关S 2，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R 1消耗的功率为2.8 W，求
27、：(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 V 0.5 A3 W(2)只闭合开关S 2，R 1与R 2串联 ，I 10.4 A由PI 2R得R 1 17.5 2.8（0.4 A）2R1两端的电压U 1I 1R10.4 A17.5 7 V电源电压UU 1U 27 V10 V 17 V(3)只闭合开关S 1时，R 2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
28、V 0.5 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 U2I2 15 V0.3 A4(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S 1时，电流表示数为I 1，电压表示数为U 1，电阻R 1消耗的功率为P 1；当开关 S1、S 2都闭合时 ，小灯泡恰好正常发光，电流表示数为I 2，电压表示数为U 2，电阻R 1消耗的功率为P 1， 已知P 1P 149 ，U 1U 265，求：(1
29、)小灯泡的额定功率；(2)电源电压；(3)由只闭合S 1到同时闭合S 1、S 2，电阻R 1的功率变化量P 1.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 V 0.3 A0.75 W(2)当只闭合S 1时，R 1、R 2与灯 L串联，电压表测R 1和R 2的总电压，设电压表示数为6U；当开关S 1、S 2都闭合时，R 1与灯L串联，电压表测R 1的电压，设电压表的示数为5U因为P 1P1I R1I R149，所以I 1I22 321 2由图可知，小灯泡正常发光时电流I 20.3 A ，所以I 10.2 A由图像可得此时灯两端
30、的电压为1 V ，因电源电压不变，所以2.5 V 5u1 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I 2 0.3 A，电阻两端电压U 1UU L7.5 V，得：R 125 只闭合S 1时，电阻R 1的功率P 1I R1(0.2 A) 225 1 W21闭合S 1、S 2时，电阻R 1的功率P 1I R1(0.3 A) 225 2.25 W2所以，功率变化量：P 1P 1P 12.25 W1 W1.25 W5(2016廊坊广阳二模 )如图所示，灯泡L标有“6 V 6 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
31、V保持不变(1)求小灯泡的电阻；(2)当S 1、S 2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S 1闭合、S 2断开，滑动变阻器接入电路的电阻为R 1时，电路消耗的总功率为P 1；滑动变阻器R接入电路的电阻为R 2时，电路消耗的总功率为P 2，已知R 1 R214，P 1P 221，求R 1大小以及滑动变阻器的阻值为R 2时滑动变阻器消耗的电功率解：(1)由P 可得，灯泡的电阻：R L 6 U2R （6 V）26 W(2)当S 1、S 2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
32、阻：R总 4 ，这时电流表的示数： I 1.5 ARRLR RL 12 6 12 6 UR总 6 V4 (3)当S 1闭合、S 2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，R 1R 214，所以， P1P2U2R1 RLU2R2 RL R2 RLR1 RL 4R1 6 R1 6 21解得：R 13 ，则R 24R 143 1 2，滑动变阻器的阻值为R 2时电路中的电流：I UR2 RL A，滑动变阻器消耗的电功率：P 滑 (I) 2R2( A)212 1.33 W6 V12 6 13 136(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
33、V的灯泡与滑动变阻器R 1和定值电阻R 2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S 2， 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S 1，保持滑片位置不变，再闭合S 2，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S 2，断开S 1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S 1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 ARL 10 P L额 U LIL3 V0.3 A0.9 WU额I额
34、3 V0.3 A(2)只闭合S和S 1时，滑动变阻器与灯泡串联，则滑动变阻器的电压为：U 滑 U U L4.5 V3 V1.5 V R滑 5 U滑I 1.5 V0.3 A只闭合S和S 2时，R 1与R 2串联，电路的总电阻为：R 总 9 UI 4.5 V0.5 AR2R 总 R 滑 9 5 4 (3)只闭合S和S 2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 I 0.75 A，故电流表先达到量程0.6 AUR2R2 3 V4 所以R
35、 总 7.5 ，所以R 最小 R 总 R 27.5 4 3.5 ，故滑动变阻器阻值变化范围为3.5 UI最 大 4.5 V0.6 A10 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R 1和R 2表示两电热丝，单刀双掷开关S 2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：(
36、1)由PUI可得，低温档加热的电流：I 0.1 AP低 温U 22 W220 V(2)由P 可得，中温档加热5 h消耗的电能：WP 中温 t4410 3 kW5 h0.22 kWhWt(3)当开关S 1闭合、S 2接b时，电路为R 1的简单电路，马桶盖处于中温档，由P 可得，R 1的阻值：R 1U2R 1 100 U2P中 温 （220 V）244W当开关S 1断开、S 2接b时，R 1与R 2串联，马桶盖处于低温档，则电路中的总电阻：R 2 200 U2P低 温 （220 V）222 W，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以R 2RR 12 200 1 100 1 100 当开关S 1闭
37、合、S 2接a时R 1与R 2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：R 550 R1R2R1 R2 1 100 1 100 1 100 1 100 ，高温档加热的额定功率： P高温 88 WU2R （220 V）2550 8(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，S 1为档位自动控制开关，R 0和 R均为电热丝，R 0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)
38、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 s1.51210 6 JWt(2)当开关S闭合、S 1断开时，仅有R 0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 WU2R0 （220 V）21210 (3)当开关S、S 1都闭合时，电热丝R 、R 0并联接入电路，电路电阻较小 ，根据P 可知，电压一定时，电路U2R电阻越小，电功率越大，此时电饭锅处于
39、高温烧煮状态则电热丝R消耗的电功率：PP 高 P 低 840 W40 W 800 W，由P 得，电热丝R的阻值：R U2R U2P60.5 （220 V）2800 W9(2016唐山路南三模 ) 如图甲是定值电阻R 0和灯泡 L的UI图象，现将定值电阻R 0与灯泡L接入如图乙所示的电路中，电源电压不变，当S 1、S 2、S 3闭合时，灯泡 L恰好正常发光，此时R 0消耗的电功率为3.6 W；当S 1闭合，S 2、S 3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P 1；把滑片P移至b点，变阻器消耗的功率为P 2，且P 1P 298.求：(1)定值电阻R 0的阻值；(2)灯泡L的
40、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R 0的电流与电压成正比，当U 08 V 时，I 00.8 AR0 10 U0I0 8 V0.8 A(2)当S 1、S 2、S 3闭合时，R 0与灯泡 L并联，由P 0 得U 6 VU2R0 P0R0 3.6 W10 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S 1闭合，S 2、S 3断开时，定值电阻R 0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I 1，则P1I ( )21R2当滑片P移至b点时，电路中的电流为I 2，
41、则P 2I R2根据题意P 1P 298 即I ( )I R9821R2 2得I 1I 232 由电源电压不变得I 1(R0 )I 2(R0R) 解得R20 R210(2016聊城 )如图所示，小灯泡L标有“6 V 3 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，S 1、S 2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 、S 1、S 2，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、S 1、S 2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
42、电流I 0.5 APLUL 3 W6 V(2)当S闭合，S 1、S 2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 R2 24 2A，由P 可得小灯泡的电阻R L 12 U2R （6 V）23 W所以电源电压UI( R L) 0.5 A(12 12 )12 VR2(3)当开关S、S 1、S 2都闭合时，电路为滑动变阻器和定值电阻R 0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 A 1 A1.5 A通过滑动变阻器的电流I 1 1 AUR2 12 V12 通
43、过定值电阻R 0的电流I 0II 11.5 A 1 A0.5 A定值电阻R 0的阻值R 0 24 UI0 12 V0.5 A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： P min U2R0 U2R （12 V）224 12 W（12 V）224 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
44、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 kWh3.610 5 J3003 000(2)由 可得水吸收的热量为：Q 吸 W3.610 5 J87.5%3.1510 5 JQ吸W(3)由Q
45、 吸 cmt可得：m 1 kgQ吸c t 3.15105 J4.2103 J/（kg ）（100 25 ）(4)根据P 可得：R 40 U2R （220 V）21 210 W实际电功率为：P 实 1 000 WWt 3.6105 J360 s则实际电压为：U 实 200 VP实 R 1 000 W40 2(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R 2，如图乙所示，并分别推导出了R 2的表达式甲同学：R 2 乙同学：R 2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(t t 0)4.210 3 J/(kg)2 kg(100 20 )6.7210 5 J消耗的电能：WPt
