1、专题七 综合计算题练习类型 1 力学综合计算1如图是一款新研发的机器人若机器人重为 15 N，与地面的接触面积是 1103 m2,牵引力大小是 10 N、机器人在水平地面上沿直线行走 10 m，用时 100 s求：(1)机器人行走的平均速度(2)机器人牵引力做的功(3)机器人静止时对水平地面的压强解：(1)机器人行走的平均速度：v 0.1 m/sst 10 m100 s(2)机器人牵引力做的功：W Fs10 N 10 m100 J(3)机器人静止时对水平地面的压力：F G15 N，受力面积 S1 10 3 m2，对水平地面的压强：p 1.510 4 PaFS 15 N110 3 m22骑行是青
2、少年最喜爱的运动项目之一如图所示是小明的山地车及相关数据某次骑行，小明沿着平直的公路匀速行驶 3 km，耗时 10 min，求：(1)停放时，山地车对水平地面的压强(2)若在该路段骑行时受到的平均阻力为 20 N，小明骑行时的功率. 车架材料 碳纤维车架材料体积 V/cm3 2 500整车质量 m/kg 10车与地面接触总面积 S/cm2 8解：(1)停放时，山地车对水平地面的压力 F G mg10 kg 10 N/kg100 N，山地车对水平地面的压强 p 1.25 10 5 PaFS 100 N8 10 4m2(2)小明骑行时克服阻力所做的功 W Fs20 N310 3 m6 10 4 J
3、，功率 P 100 WWt 6 104 J10 60 s3如图所示，叉车在 10 s 内将质量为 2 t 的平桂大理石沿竖直方向匀速提升了 1 m，发动机所做的功是 5104 J，求：(1)大理石在 10 s 内被提升的平均速度是多少 m/s?(2)叉车的支持力对大理石做的功是多少 J?(3)叉车提升大理石的功率是多少 W?(4)叉车提升大理石的机械效率是多少？解：(1)大理石在 10 s 内被提升的平均速度：v 0.1 m/sst 1 m10 s(2)大理石的重力：G mg210 3 kg10 N/kg2 10 4 N，因为叉车对大理石的支持力与大理石的重力是一对平衡力，所以叉车的支持力F
4、G2 10 4 N，则叉车的支持力对大理石做的功：W Fs210 4 N 1 m2 10 4 J(3)叉车提升大理石的功率：P 210 3 WWt 2104 J10 s(4)叉车提升大理石的机械效率： 100% 100%40%WW总 2104 J5104 J4如图所示，实心立方体 A、 B， A 的边长为 10 cm， B 的体积是 A 的 ，把 A 挂在弹簧23测力计下浸入装满水时深度为 20 cm 的溢水杯中，当 A 的一半浸入水中时溢出水的质量刚好等于 B 的质量，当 A 浸没时弹簧测力计的读数等于 A 的重力的 ，求：12(1)A 浸没时水对容器底部的压强(2)A 浸没时所受浮力的大小
5、(3)A 和 B 的密度之比解：(1)水深 20 cm，即 h0.2 m，则水对容器底部的压强：p gh 1.0 10 3 kg/m3 10 N/kg 0.2 m2 10 3 Pa(2)A 浸没时立方体 A 排开水的体积：VA 排 VA(10 cm) 31 000 cm 31 10 3 m3，根据阿基米德原理可知 A 受到的浮力：F 浮 水 gV 排 1.0 10 3 kg/m3 10 N/kg 1 103 m310 N(3)已知当 A 的一半浸入水中时溢出水的质量刚好等于 B 的质量，则： mB m 排 水 VA 排 水 VA1.0 10 3 kg/m3 1 103 m30.5 kg，12
6、12当 A 浸没时，已知弹簧测力计的读数 F GA，12根据称重法可得： F 浮 GA F，即： F 浮 GA GA GA，12 12所以， GA2 F 浮 2 10 N20 N，则 A 的质量： mA 2 kg，GAg 20 N10 N/kg已知 VB VA，则 ，23 VBVA 23则 A BmAVAmBVB mAmB VBVA 2 kg0.5 kg 23 835用细线竖直拉着一长方体物块，将物块从盛水的烧杯上方缓慢下降直至完全浸没水中，物块下降过程中，所受拉力 F 随下降高度 h 的变化关系如图所示，求：(1)物块的重力(2)物块受到的最大浮力(3)当物块刚好完全浸没时，物块下表面受到水
7、的压强解：(1)由图像可知，当 h0 时，弹簧测力计示数为 10 N，此时物块处于空气中，根据二力平衡条件可知，物块的重力： G F 拉 10 N(2)由于物体完全浸没后排开水的体积不再改变，受到的浮力不再改变，则物块受到的最大浮力： F 浮 G F10 N4 N6 N(3)物块刚浸没时下表面距水面的距离：h7 cm3 cm4 cm0.04 m，物块下表面受到水的压强： p 水 gh1.0 103 kg/m3 10 N/kg 0.04 m400 Pa6小熊在课外实践活动中，用如图甲所示的滑轮组匀速拉动放在树下一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从 100 N 开始逐渐增加，每次物体被拉动的距
8、离均为 1 m根据测量结果画出了该滑轮组机械效率与物体受到摩擦力大小变化的关系图像，如图乙所示若不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，求：(1)由图乙可知，当物体受到的摩擦力为 100 N 时，滑轮组机械效率是多大？(2)当滑轮组的机械效率为 75%，物体以 0.1 m/s 的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率是多大？(3)当物体与地面的摩擦力为 1 500 N 时，体重为 500 N 的小熊竖直向下拉绳，还能用此滑轮组拉动物体吗？用计算结果说明解：(1)由图乙可知，当物体受到的摩擦力为 100 N 时，滑轮组机械效率是 50%(2)当 f1100 N 时， 150%，通过滑轮组拉动水平面上的物体，则有
9、用功： W 有用1 f1s，由题知，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，则额外功： W 额外 G 动 s，则总功： W 总 1 W 有用 1 W 额外 f1s G 动 s，所以， 1 100% 100% 100% 100%50%，解得W有 用 1W总 1 f1sf1s G动 s f1f1 G动 100 N100 N G动动滑轮重： G 动 100 N；当 275%时，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，此时滑轮组的机械效率： 2 100% 100% 100% 100%75%，W有 用 2W总 2 f2sf2s G动 s f2f2 G动 f2f2 100 N解得此时的摩擦力： f2300 N；则滑轮组的有用功率
10、：P 有 f2v300 N 0.1 m/s30 WW有 用 2t f2st(3)由图可知， n3，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，当 f31 500 N 时，拉动物体需要的拉力：F3 (f3 G 动 ) (1 500 N100 N)533 N，小熊的重力为 500 N，根据力的作用是13 13相互的，所以小熊给绳子的最大拉力等于其重力为 500 N，小于 533 N，故不能用此滑轮组拉动物体7如图所示是打捞物体的模拟装置现用电动机带动钢丝绳自由端以 0.5 m/s 的速度匀速拉动滑轮组，经过 5 min 将体积为 0.1 m3的物体由海底提升到海面，物体离开海面后钢丝绳自由端的速度变为 0.49
11、m/s，此时电动机的输出功率比物体在海水中时增大了12%(不计物体的高度、绳重和摩擦， 物 7.610 3 kg/m3， g 取 10 N/kg， 海水 取1.0103 kg/m3)求：(1)物体浸没在海水中受到的浮力(2)物体在海底时的深度(3)物体在海底时受到海水的压强(4)物体在海面下匀速上升过程中，该滑轮组的机械效率(不计动滑轮体积)解：(1)物体浸没在海水中时，排开海水的体积： V 排 V0.1 m 3，则物体浸没在海水中受到的浮力；F 浮 海水 gV 排 1.010 3 kg/m310 N/kg 0.1 m31 000 N(2)由图知， n5，物体升高的速度：v 物 v 0.5 m
12、/s0.1 m/s，15 15由题意可得，物体在海底时的深度：h v 物 t0.1 m/s 5 60 s30 m(3)物体在海底时受到海水的压强：p 海水 gh1.0 10 3 kg/m3 10 N/kg 30 m3 10 5 Pa(4)物体的重力：G mg 物 gV7.610 3 kg/m3 10 N/kg 0.1 m37 600 N，设物体在水中时电动机的功率为 P1，钢丝绳自由端的拉力为 F1，绳自由端的速度v10.5 m/s，则 P1 F1v1 F1 0.5 m/s；物体在离开水面后电动机的功率为 P2，钢丝绳自由端的拉力为 F2，绳自由端的速度v20.49 m/s，则 P2 F2v2
13、 F2 0.49 m/s；由题知，物体在离开水面后电动机的功率比物体在海水中时增大了 12%，即： P2 P1(112%)，代入数据可得：F2 0.49 m/s F1 0.5 m/s(112%)，解得： F2 F1，87由图知， n5，不计绳重和摩擦，两次的拉力分别为F1 (G F 浮 G 轮 )， F2 (G G 轮 )，15 15可得：(G G 轮 ) (G F 浮 G 轮 )，15 87 15解得： G 轮 8 F 浮 G81 000 N7 600 N400 N，物体在海面下匀速上升过程中，动滑轮对物体的拉力 G F 浮 所做的功为有用功，不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，此
14、过程中该滑轮组的机械效率： 100% 100% 100%94.3%W有 用W总 G F浮G F浮 G轮 7 600 N 1 000 N7 600 N 10 00 N 400 N8如图是利用电子秤监控水库水位的模拟装置，由长方体 A 和 B、滑轮组、轻质杠杆CD、电子秤等组成杠杆始终在水平位置平衡已知 OC OD12， A 的体积为 0.02 m3， A 重为 400 N， B 重为 150 N，动滑轮重 100 N，不计绳重与摩擦( 水 1.010 3 kg/m3)求：(1)A 的密度(2)单独使用该滑轮组在空气中匀速提升 A 时的机械效率(3)水位上涨到 A 的上表面时， A 受到的浮力(4
15、)水位上涨过程中，电子秤所受的最大压力解：(1)根据 G mg 可得：长方体 A 的质量，m 40 kg，Gg 400 N10 N/kg长方体 A 的密度 2 10 3 kg/m3mV 40 kg0.02 m3(2)单独使用该滑轮组在空气中匀速提升 A 时， n3，根据 100%可得：W有W总机械效率 100% 100% W有 用W总 Gh G G动 h GG G动100% 100%80%400 N400 N 100 N(3)当水位上涨到 A 的上表面时，因为 A 浸没在水中，所以 V 排 VA，根据 F 浮 液gV 排 可得：A 受到的浮力： F 浮 水 gV 排 1.0 10 3 kg/m
16、3 10 N/kg 0.02 m3200 N(4)水位上涨过程中，因为要求电子秤所受的最大压力，即 A 浸没水中，受到的浮力最大， F 浮 200 N， n3，根据力的平衡条件有： FC G动 G物 FA浮n100 N，100 N 400 N 200 N3根据相互作用力大小相等可知， A 对 C 端的拉力与 C 对 A 物体的拉力大小相等，所以作用在杠杆 C 端的力等于 FC，因为杠杆始终在水平位置平衡， O 为支点，根据 F1L1 F2L2可得： FC L1 FDL2，100 N OC OD FDFD 50 N100 N OCOD 100 N2因为 B 物体受力平衡，所以电子秤受到 B 物体
17、对它的最大压力： F 压 FN GB FD150 N50 N100 N类型 2 电学综合计算1在如图所示电路中，小灯泡上仅看见“2.5 V”字样，滑动变阻器的最大阻值为 20 ，当闭合开关 S，且将滑片 P 移至最左端时，小灯泡正常发光，电流表的示数为 0.5 A(设灯丝电阻不变)求：(1)电源电压(2)小灯泡的灯丝电阻(3)将滑片移至变阻器的最右端时，电路消耗的总功率解：(1)当闭合开关 S，且将滑片 P 移至最左端时，小灯泡正常发光，小灯泡两端电压等于电源电压则电源电压： U2.5 V(2)灯丝电阻： RL 5 UI 2.5 V0.5 A(3)当滑片 P 移至最右端时，变阻器接入电路的阻值
18、为 20 ，电路的总电阻：R 总 R RL20525，电路消耗的总功率： P 0.25 WU2R总 2.5 V 225 2如图所示的电路，电源电压为 12 V， R1 R34 ， R26 .求：(1)当 S1、S 2都断开时，电流表的示数(2)当 S1、S 2都闭合时，电压表的示数(3)当 S1、S 2都闭合时，电路消耗的电功率解：(1)当 S1、S 2都断开时，电路中 R2、 R3串联，电流表测电路电流，串联总电阻： R R2 R36 4 10 ，电流表的示数： I 1.2 AUR 12 V10 (2)当 S1、S 2都闭合时， R3和电压表被短路，电压表示数为 0(3)当 S1、S 2都闭
19、合时， R1、 R2并联，R1中通过的电流： I1 3 A，UR1 12 V4 R2中通过的电流： I2 2 A，UR2 12 V6 电路中的总电流： I I1 I23 A2 A5 A，电路消耗的总功率： P UI12 V 5 A60 W3小明同学家里的电热饮水机有加热和保温两种功能，可由机内温控开关 S0进行自动控制小明从说明书上收集到如下表中的部分参数和如图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)额定电压 220 V频率 50 Hz额定加热功率 920 W(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 1 210 ，则
20、电阻 R1的阻值为多少？(3)傍晚用电高峰期，供电电压可能会下降当实际电压只有 198 V 时，这个电热饮水机加热时的实际功率是多大？解：(1)加热时的总电流： I 4.2 APU 920 W220 V(2)根据公式 P 知，电热饮水机加热时，开关 S、S 0同时闭合， R1、 R2并联，U2RR2的功率： P2 40 W，U2R2 220 V 21 210 R1的功率： P1 P P2920 W40 W880 W，R1的电阻： R1 55 U2P1 220 V 2880 W(3)R1的实际功率：P1 实 712.8 W，U2实R1 198 V 255 R2的实际功率： P2 实 32.4 W
21、，U2实R2 198 V 21 210 电热饮水机的实际功率：P 实 P1 实 P2 实 712.8 W32.4 W745.2 W4如图所示，电源电压保持不变，定值电阻 R120 ， R230 ，滑动变阻器的最大阻值为 20 . 现将开关 S1、S 2同时闭合，滑动变阻器的滑片 P 滑到最左端时，电流表的示数为 0.5 A求：(1)电源电压(2)S1闭合、S 2断开，滑片 P 置于最右端时，电流表的示数(3)电路的最大电功率解：(1)开关 S1、S 2同时闭合，滑动变阻器的滑片 P 滑到最左端时， R1、 R2并联且变阻器 R 接入电路的电阻为 0， R1、 R2并联的总电阻：R 总 12 ，
22、R1 R2R1 R2 20 30 20 30 电源电压： U IR 总 0.5 A 12 6 V(2)S1闭合、S 2断开，滑片 P 置于最右端时， R1与 R 串联且 R 的阻值最大， R1与 R 串联的总电阻： R 总 R1 R20 20 40 ，电流表的示数： I 0.15 AUR 总 6 V40 (3)根据 P 可知，当开关 S1、S 2同时闭合，滑动变阻器的滑片 P 滑到最左端时，电U2R路中的总电阻最小，电功率最大，电路的最大电功率： P 最大 3 WU2R总 6 V 212 5如图所示，灯泡 L 标有“6 V 3 W”字样，滑动变阻器的最大阻值为 12 ，当开关 S1、S 2闭合
23、，滑动变阻器的滑片 P 滑到最右端时，灯泡恰好正常发光求：(1)灯泡的电阻(2)电源电压(3)当开关 S1闭合、S 2断开时，滑片移到变阻器的最左端，求灯泡的功率解： (1)灯泡的电阻： RL 12 U2P 6 V 23 W(2)当开关 S1、S 2闭合时，滑动变阻器的滑片 P 滑到最右端时， R 被短路，电路中只有灯泡 L，灯泡 L 正常发光，灯泡的额定电压等于电源电压，则电源电压： U6 V(3)当开关 S1闭合、S 2断开时，滑片 P 移到变阻器的最左端，L 与 R 串联，变阻器接入电路的阻值最大，电路的总电阻： R 总 R RL12 12 24 ，电路中的电流： I 0.25 A，UR
24、总 6 V24 灯泡的实际功率：PL 实 I2RL(0.25 A) 212 0.75 W6随着社会的进步和人民生活水平的提高，浴霸作为浴室取暖设施走进了千家万户，集取暖和照明于一体如图是某品牌浴霸的简单电路图，部分参数如下表所示，浴霸的额定电压为 220 V，照明灯 L 的额定功率为 40 W，L 1、L 2是两个额定功率都为 242 W 的红外线取暖灯，当滑片 P 置于最左端时取暖灯正常工作(设灯丝电阻不变)问：挡位 柔光型 舒适型 健康型取暖功率/W 150 324 484(1)浴霸工作时，为了使取暖功率达到 484 W，应闭合的开关是哪个？(2)L、L 1、L 2同时正常工作 30 mi
25、n，消耗电能多少 J?(3)当浴霸工作挡位为舒适型时，滑动变阻器接入的阻值是多少？解：(1)应闭合开关 S2(2)L、L 1、L 2同时正常工作的总功率：P P1 P2 PL242 W242 W40 W524 W，L、L 1、L 2同时正常工作时，消耗的总电能：W Pt524 W 30 60 s943 200 J(3)L1、L 2并联的总电阻： R 100 ，根据 R 可知，U2P1 P2 220 V 2242 W 242 W U2PL1、L 2两端的实际电压： U 实 180 V因为 L1、L 2并联后P舒 适 R 324 W 100 再和变阻器串联，所以变阻器两端的电压：U 变 U U 实
26、 220 V180 V40 V，挡位为舒适型时通过 L1和 L2的总电流：I 1.8 A，P舒 适U实 324 W180 V则滑动变阻器接入电路的阻值：R 变 22.2 U变I 40 V1.8 A7如图所示，滑动变阻器 R 的铭牌为“50 1.5 A”，小灯泡 L 的规格为“6 V 6 W”，开关 S1、S 2闭合，滑动变阻器的滑片 P 置于最左端时，小灯泡正常发光S 1闭合、S 2断开，滑动变阻器的滑片 P 置于最右端时，电流表的示数为 0.1 A(设灯丝电阻不变)求：(1)电源电压(2)定值电阻 R0的阻值(3)当闭合 S2，断开 S1，移动滑片 P，使小灯泡的实际功率是额定功率的 时，滑
27、动变14阻器接入电路的电阻解：(1)S 1、S 2闭合，滑动变阻器的滑片 P 置于最左端时，滑动变阻器被短路， R0和 L并联，小灯泡正常发光，电源电压等于小灯泡的额定电压，电源电压： U UL6 V(2)S1闭合、S 2断开，滑动变阻器的滑片 P 置于最右端， R0与 R 串联， R0与 R 串联的总电阻： R 总 60 ，UI 6 V0.1 AR0的阻值： R0 R 总 R60 50 10 (3)当闭合 S2、断开 S1时，L 和 R 串联， P 实 P 额 6 W1.5 W，小灯泡的电阻：14 14RL 6 ，根据 R 可知小灯泡两端的实际电压：U2额P额 6 V 26 W U2PU 实
28、 3 V，PR 1.5 W 6 通过小灯泡的实际电流： I 0.5 A，U实RL 3 V6 滑动变阻器两端的电压：U 变 U U 实 6 V3 V3 V，滑动变阻器接入电路的阻值：R 变 6 U变I 3 V0.5 A8如图甲是定值电阻 R0和标有“6 V 6 W”字样的灯泡 L 的 I U 图像，将它们接入图乙所示的电路中，其中电源电压不变，滑动变阻器 R 的最大阻值为 8 ，当闭合开关S、S 1，断开开关 S2时，滑片 P 位于 R 最右端时，灯泡 L 的实际功率为 1 W求：,甲) ,乙)(1)R0的阻值(2)灯泡正常发光 100 s，电流通过灯泡产生的热量(3)电源电压(4)电路消耗的最
29、大功率解： (1)由图甲可知，当 U03 V 时， I00.3 A，则 R0的阻值： R0 10 U0I0 3 V0.3 A(2)灯泡产生的热量：Q W PLt6 W 100 s600 J(3)由图甲可知，当灯泡的实际功率为 1 W 时，灯泡两端的实际电压 U 实 2 V，通过灯泡的实际电流为 0.5 A，当只闭合开关 S、S 1，滑片 P 位于 R 最右端时，滑动变阻器两端的电压：U 变 IR0.5 A 8 4 V，电源电压： U U 实 U 变 2 V 4 V6 V(4)当开关都闭合，滑动变阻器的滑片 P 置于最左端时，电路消耗的功率最大，灯泡正常发光，由题意可知：灯泡正常发光的功率： P
30、L6 W，R0的功率： P0 3.6 W，U2R0 6 V 210 电路消耗的最大功率：P PL P06 W 3.6 W9.6 W9如图所示，图甲是电阻 R1和电阻 R2的电流随电压变化的图像，将它们按图乙所示接入电路中，滑动变阻器 R 上标有“20 1 A”的字样，电源电压不变求：甲 乙(1)当只闭合开关 S1，滑片 P 位于 a 端时，电阻 R1的实际功率为 1 W，求通过 R1的电流(2)电源电压(3)当把滑片 P 移到 b 端，同时闭合开关 S1、S 2时，电阻 R1的实际功率为 9.6 W，求电流表的示数解：(1)当只闭合开关 S1时， R2断路， R1和 R 串联，由甲图可知，当
31、R1的实际功率为1 W 时，通过 R1的电流 I10.5 A， R1两端的电压 U12 V(2)因为变阻器接入电路的阻值为 20 ，R 两端的电压： UR IR0.5 A 20 10 V，电源电压： U UR U110 V 2 V12 V(3)当把滑片 P 移到 b 端，同时闭合开关 S1、S 2时， R 被短路， R1和 R2并联，由图甲可知，当 U22 V 时， I20.2 A，R2的阻值： R2 10，U2I2 2 V0.2 AR1中通过的实际电流： I1 0.8 A，P1实U 9.6 W12 VR2中通过的电流： I2 1.2 A，12 V10 电流表的示数： I I1 I20.8 A
32、 1.2 A2 A类型 3 知识综合计算一、力热综合计算1如图所示，是平底热水壶，其质量为 0.8 kg，内底面积为 180 cm2.某次用该热水壶装 1.2 L 水放在水平桌面上，测得水深 10 cm，初温 25 .已知 水 1.010 3 kg/m3， c 水 4.210 3 J/(kg)， g10 N/kg(1)水和热水壶的总质量是多少？(2)在一个标准大气压下把这些水加热至沸腾，至少需要吸收多少热量？(3)加热前水对热水壶底的压力是多大？解：(1)水的质量： m 水 水 V1.0 10 3 kg/m3 1.2103 m31.2 kg，水和热水壶的总质量： m m 水 m 壶 1.2 k
33、g 0.8 kg2 kg(2)水吸收的热量：Q 吸 cm t4.210 3 J/(kg) 1.2 kg (100 25 )3.78 10 5 J(3)水对热水壶底的压强： p 水 gh1.010 3 kg/m3 10 N/kg 0.1 m1 103 Pa，水对热水壶底的压力：F pS1 10 3 Pa 180 104 m218 N22017 年 5 月 5 日，我国拥有自主知识产权的 C919 大型客机在上海浦东机场成功首飞若客机在空中以 720 km/h 的速度沿水平方向匀速飞行 5 min，受到的阻力是其重力的0.1 倍客机发动机靠完全燃烧航空煤油提供能量，其机械效率为 75%，已知客机质
34、量m7.510 4 kg(g 取 10 N/kg)求：(1)客机在这段时间内通过的路程(2)发动机的功率(3)求发动机在这段时间内燃烧航空煤油的质量(假设航空煤油的热值 q510 8 J/kg)解：(1)720 km/h200 m/s，客机通过的路程：s vt200 m/s 5 60 s6 10 4 m(2)客机受到的重力：G mg7.510 4 kg10 N/kg7.510 5 N，因为客机匀速飞行，由二力平衡得发动机受到的牵引力：F f0.1 G0.1 7.5 10 5 N7.5 10 4 N，发动机的功率：P Fv7.5 10 4 N 200 m/s1.510 7 WWt Fst(3)发
35、动机在这段时间内做的功：W Pt1.5 10 7 W 5 60 s4.510 9 J，煤油放出的热量： Q 放 610 9 J，W 4.5 109 J75%煤油的质量： m 12 kgQ放q 6109 J5 108 J/kg二、力电综合计算1小明设计了一个测量物体质量的“托盘秤” ，如图(甲)是其原理示意图，其中托盘上放置物体，压力传感器 R 的电阻值会随所受压力大小发生变化，杠杆 ABO 可绕 O 点转动，电压表的量程为 03 V(可显示质量大小)已知 OB BA12，电阻 R0100 .压力传感器 R 表面能承受的最大压力为 400 N，压杆与压力传感器的接触面积为 2 cm2，压力传感器
36、 R 的电阻值随所受压力变化的图像如图(乙)所示电源电压恒定不变，托盘秤达到最大称量时，电压表的示数也达到最大值，托盘和杠杆组件的质量忽略不计求：甲乙(1)该压力传感器能承受的最大压强(2)电源电压(3)当电压表的示数为 1.5 V 时，托盘上被测物体的质量( g10 N/kg)解：(1)该压力传感器 R 表面能承受的最大压力： F400 N，则最大压强： p 最大 210 6 PaF最 大S 400 N2 10 4 m2(2)当压力传感器 R 受到的压力最大时， R 的阻值最小为 R50 ，根据串联电路的分压原理可知， R0两端的电压达到最大值，即：R0两端的电压： U03 V，电路中的电流
37、： I 0.03 A，U0R0 3 V100 R 两端的电压：UR IR0.03 A 50 1.5 V，电源电压： U U0 UR3 V 1.5 V4.5 V(3)当电压表示数为 1.5 V 时，电路中的电流：I 0.015 A，UR0 1.5 V100 R 两端的电压： UR U U4.5 V1.5 V3 V，R 接入电路的阻值： R 200 ，URI 3 V0.015 A由坐标图可知，当 R200 时， F250 N，根据杠杆平衡条件 F OA G OB，因为 OB BA12，则 G F 250 N ，OAOB 31解得物体重力： G750 N，物体的质量： m 75 kgGg 750 N
38、10 N/kg三、电热综合计算1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， R1、 R2为电热丝，通过旋转手柄带动开关 S 接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间的切换有关参数如表，不考虑温度对电阻丝的影响，请回答下列问题：甲 乙额定电压 220 V温水 2 200 W额定功率 热水 3 300 W(1)开关置于 2 时，电热水龙头放出的水是_温_(选填“冷” “温”或“热”)水此时电路中的电流是多少？(2)电热水龙头放热水时，若进水温度为 20 ，出水温度为 60 ，正常工作 60 s，放出水的体积为 1 L，求电热水龙头的效率已知 水 1.010 3 kg/m3，
39、c 水 4.210 3 J/(kg)， g10 N/kg(3)R2的电阻为多大？解：(1)当开关置于 2 时， R2断路，电路中只有 R1，总电阻较大，根据公式 P 可知，U2R电热水龙头放出的水是温水，电路中的电流： I 温 10 AP温U 2 200 W220 V(2)水的质量： m V 1.010 3 kg/m3 1103 m31 kg，水吸收的热量： Q 吸 cm t4.2 103 J/(kg)1 kg (60 20 )1.68 10 5 J，电热水龙头消耗的电能：W 电 P 热 t3 300 W 60 s1.9810 5 J，电热水龙头的效率： 100% 100% 85%Q吸W电 1
40、.68105 J1.98105 J(3)当开关置于 2 时，电热水龙头出温水；当开关置于 3 时， R1与 R2并联，电路总电阻最小，根据公式 P 可知，电热水龙头出热水， R2的功率：U2RP2 P 热 P 温 3 300 W2 200 W1 100 W，R2的电阻值： R2 44 U2P2 220 V 21 100 W2小明的妈妈买了一台全自动豆浆机，其主要技术参数如下表豆浆机制作豆浆的过程是：按合适的比例把豆料、清水放入豆浆机中，经过预热、打浆、加热等程序，即可制成熟豆浆，正常工作做一次豆浆需要 13 min，其工作信息如图某一次小明的妈妈向豆浆机中加入黄豆和清水共 1.5 kg，请解答
41、下列问题：型号 额定电压 额定频率 电机功率 加热功率 容量SYL624 220 V 50 Hz 200 W 1 100 W 2 000 mL,甲) ,乙)(1)根据工作信息图可知，从第 6 min 至第 9 min 为加热过程，求这段过程中豆浆吸收的热量是多少？ c 豆浆 4.010 3 J/(kg)(2)豆浆机加热的效率是多大？(结果保留整数)(3)豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少？解：(1)豆浆吸收的热量：Q 吸 c 豆浆 m t4.0 103 J/(kg) 1.5 kg (100 70 ) 1.8 105 J(2)豆浆机消耗的电能：W P 热 t1 100 W 180 s
42、1.98 10 5 J，豆浆机的加热效率： 100% 100%91%Q吸W 1.8105 J1.98105 J(3)豆浆机打浆消耗的电能：W1 P 机 t1200 W120 s2.410 4 J，豆浆机加热消耗的电能：W2 P 热 t21 100 W 660 s7.26 10 5 J，豆浆机消耗的总电能：W W1 W22.4 10 4 J 7.26 10 5 J7.5 10 5 J四、力电热综合计算1如图所示是一种家用蒸汽电熨斗的实物图和铭牌使用时水箱中的水滴入被加热的底板汽室，迅速汽化产生向下的蒸汽.额定电压 220 V 功能 汽烫、干烫额定频率 50 Hz 蒸汽方式 滴下式额定功率 1 0
43、00 W 质量 1.3 kg底板面积 160 cm2 放置方式 自立式(1)在蒸汽电熨斗水箱中注入 0.3 kg 的水，将它平放在水平桌面的衣服上，求蒸汽电熨斗对衣服的压强( g 取 10 N/kg)(2)用蒸汽电熨斗汽烫前先预热，使金属底板的温度从 20 升高到 220 ，温控开关自动断开已知金属底板的质量为 1 kg，金属底板的比热容为 0.46103 J/(kg)则蒸汽电熨斗预热过程中金属底板吸收的热量是多少？(3)汽烫时，水滴入汽室，由于水升温汽化而带走热量当金属底板温度降到 190 时，温控开关自动闭合，电熨斗正常工作，当加热到 220 时，温控开关自动断开，停止加热，如此反复若蒸汽
44、电熨斗工作情况按如图所示的规律变化时，则 12 min 熨烫一件衣服共消耗多少电能？解：(1)蒸汽电熨斗对衣服的压力：F G( m 熨 m 水 )g(1.3 kg0.3 kg)10 N/kg16 N，蒸汽电熨斗对衣服的压强：p 1 000 PaFS 16 N160 10 4 m2(2)金属底板吸收的热量：Q 吸 cm t0.46 10 3 J/(kg)1 kg(220 20 )9.210 4 J(3)根据坐标图像可知，电熨斗 12 min 熨烫一件衣服的加热时间： t720 s 540 s，15 s15 s 5 s蒸汽电熨斗加热消耗的电能：W Pt1 000 W 540 s5.4 10 5 J
