四川2017屆中考物理專題復(fù)習(xí)題型復(fù)習(xí)四綜合計算題練習(xí).docx

題型復(fù)習(xí)(四) 綜合計算題第1講 力學(xué)計算題型之一 壓強和浮力的綜合計算1（2016黔西南州）我州少數(shù)民族喜歡依山傍水而局，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，每根楠竹質(zhì)量為8kg，體積為0.1m3，忽略制作竹筏所使用繩子的質(zhì)量g取10N/Kg求：（1）不載人時，竹筏漂浮于水面受到的浮力及排開水的體積；（2）為安全起見，竹筏最多能有的體積浸入水中，若乘客質(zhì)量均為50kg，不計竹筏的質(zhì)量，該竹筏最多能載多少人解：（1）竹筏漂浮于水面，受到的浮力：F浮=G竹筏=nm竹g=78kg10N/kg=560N，根據(jù)F浮=水gV排可得排開水的體積：V排=5.610-2m2；（2）竹筏的體積浸入水中時，排開水的體積： 70.1m3=0.35m3，此時竹筏受到的浮力：=1103kg/m310N/kg0.35m3=3.5103N，不計竹筏的質(zhì)量，竹筏仍然漂浮，則人的總重力G總=3.5103N，所以，該竹筏最多能載的人數(shù)：n人=7（人）2（2016懷化）近期在日本召開了以美歐日等國的“七國峰會”，在會上日本再次無理提出了我國南海問題為了捍衛(wèi)國家主權(quán)，我軍派滿載排水量達67500t的“遼寧”號航空母艦加強了對南海黃巖島等島嶼的巡邏，在某次巡邏演習(xí)中雷達發(fā)現(xiàn)假想敵潛艇在15海里外的水下10m處潛行，隨即投下重量為100kg的感應(yīng)式淺水水雷攻擊，并成功將敵潛艇擊沉（g=10N/kg、水的密度為1103kg/m3）問：（1） 航空母艦滿載時受到的浮力為多少？（2）敵潛艇受到水的壓強有多大？（3）如圖為感應(yīng)式淺水水雷在水中待命時示意圖，假設(shè)欲使水雷懸浮在水中，需在其下方用細繩懸掛一個密度為5l03kg/m3、質(zhì)量為31.25kg的物體，求水雷的密度？（細繩的體積和質(zhì)量忽略不計）解：（1）滿載排水量67500t，即m排=67500t；根據(jù)阿基米德原理可得，航空母艦滿載時受到的浮力：F浮=G排=m排g=67500103kg10N/kg=6.75108 N（2）敵潛艇在水下10m處潛行，它受到水的壓強：p=gh=1.0103kg/m310N/kg10m=1105Pa；（3）根據(jù)=變形可得物體的體積：V物=6.2510-3m3；水雷和物體一起浸沒在水中時，排開水的總體積：V排總=V水雷+V物；根據(jù)力的平衡條件得F浮總=G總，即：水g（V水雷+V物）=（m水雷+m物）g；代入數(shù)據(jù)解得：V水雷=0.125m3 ；則水雷的密度：水雷=0.8103kg/m3 3. （2015雅安）2014年4月14日，為尋找失聯(lián)的MH370航班，啟用了“藍鰭金槍魚21”（簡稱“金槍魚”）自主水下航行器進行深海搜尋.其外形與潛艇相似（如圖甲所示），其相關(guān)參數(shù)為：體積1m3、重量7500N，最大潛水深度4500m，最大航速7.4km/h（為簡化計算，不考慮海水密度變化，海水密度取1.0103kg/m3，g取10N/kg）.（1）假設(shè)“金槍魚”上有面積為210-3m2的探測窗口，當(dāng)它下潛至4000m深度處時，該探測窗口承受海水的壓力是多少？（2）“金槍魚”搜尋任務(wù)完成后，變?yōu)樽灾貢r，能靜止漂浮在海面上，求此時“金槍魚”露出海面的體積為多大？（3）若上述漂浮在海面的“金槍魚”，由起重裝置將其勻速豎直吊離海面.從某時刻計時起，起重裝置拉力的功率隨時間變化的圖象如圖乙所示，圖中P3=3P1.請分析出t3時刻起重裝置對“金槍魚”拉力，并求出t1時刻起重裝置對“金槍魚”拉力（不考慮水的阻力）.解：（1）當(dāng)它下潛至4000m深度處受到海水的壓強P=gh=1.0103kg/m310N/kg4000m=4107Pa探測窗口承受海水的壓力F=PS=4107Pa210-3m2=8104N（2）“金槍魚”搜尋任務(wù)完成后，靜止漂浮在海面上，則F浮=G=7500N V排=F浮/（液g）=7500N/（1.0103kg/m310N/kg）=0.75m3露出海面體積V露=VV排=1m30.75m3=0.25m3（3）由圖象分析知，在t3時刻“金槍魚”離開水面，此時起重裝置對“金槍魚”的拉力等于“金槍魚”的重力，即F3 =G=7500N由于起重裝置吊起“金槍魚”是勻速豎直離海面，則v1=v3；又P1=F1v1，P3=F3v3；因為P3=3P1，則F3=3F1，故F1=F3=7500N=2500N4（2016咸寧）某村在新農(nóng)村建設(shè)中需在河道上修建一座石橋，圖甲是使用吊車向河底投放圓柱形石塊的示意圖，在整個投放的過程中，石塊始終以0.05m/s的速度勻速下降，圖乙是吊車鋼絲繩的拉力F隨時間的變化圖象（水的阻力忽略不計）請求：（1）石塊的重力為N，石塊全部浸沒在河水中時所受的浮力為N；（2）投放石塊處河水的深度和水對河底的壓強；（3）石塊的密度（保留一位小數(shù)）解：（1）由圖可知，當(dāng)石塊沒有浸入水中時，拉力F=7000N，此時拉力等于重力，則石塊重力G=F示1=7000N，當(dāng)石塊全浸入后，浮力等于重力減去拉力，F(xiàn)浮=GF示2=7000N4000N=3000N（2）石塊從接觸水面到接觸河底用的時間t=140s40s=100s，由v=得河底深度：h=vt=0.05m/s100s=5m，此處河底受到的壓強：p=gh=1103kg/m310N/kg5m=5104Pa；（3）由F浮=水gV排得：V排=0.3m3，因為石塊完全浸沒，所以V石=V排=0.3m3，m石=700kg，石=2.3103kgm35.（2015瀘州）某校課外科技小組的同學(xué)為測量暴雨過后渾濁江水的密度，設(shè)計了如圖所示的一套裝置：A是彈簧測力計，B是便常委0.1m的均勻正方體浮子，C是圓柱形容器，D是一固定在容器底部的定滑輪.彈簧測力計和正方體浮子之間用一輕質(zhì)無伸縮的細線通過滑輪相連接.（不考慮滑輪的摩擦，取g=10N/kg）解答下列問題：（1）當(dāng)容器中盛有密度為水=1103kg/m3的適量的清水，按圖中所示，使浮子B浸沒在水中時，測力計A的示數(shù)為2N，浮子B的重力多大？（2）照圖中的方法，將容器中的清水換為適量的渾水，使浮子B總體積的浸在水中時，測力計A的示數(shù)為0.4N.該渾水的密度是多少？（3）在測另一種渾水密度的過程中，照圖中方法，先拉動測力計將浮子B浸沒在渾水中靜止；然后將細線剪斷，待浮子B靜止漂浮后，容器底部所受渾水的壓力比剪斷細線前減小了2.8N，則此渾水的密度是多少？解：（1）F浮=gv排=1x103 kg/m3 x 10N/kg x (0.1m)3 =10NG= F浮-F=10N-2N=8N(2) F浮=8N+0.4N=8.4N，因為 F浮=液gv排所以液= F浮/gv排=8.4N/10N/kg x 0.8x(0.1m)3 =1.05x103 kg/ m3 (3) 當(dāng)浮子B浸沒在渾水中靜止時，浮子B排開渾水的體積為：V1=（0.1m）3=10-3m3剪斷細線后，浮子B漂浮靜止時，B受到的浮力：F浮B=G=8N因為F浮=液gv排，B排開渾水的體積：V2=F浮B/液g=8N/液gV=V1-V2=10-3m3 - 8N/液gF=PS=液ghs= 液 gV= p液g(10-3m3-8N/ p液g)= p液g10-3m3-8N所以；p液g10-3m3=F+8N=2.8N+8N=10.8N所以：p液=10.8N/g*10-3m3=1.08x103 kg/m3題型之二 簡單機械的綜合計算 1（2015巴中）如圖所示，搬運工人用滑輪組提升重540N的物體，所用的拉力F為200N，物體以0.2m/s的速度勻速上升了10秒，不計繩重和繩與滑輪的摩擦，求：（1）物體上升的高度；（2）拉力F所做的功；（3）若物重只有240N，滑輪組的機械效率.解：（1）由v=s/t可得，物體上升的高度h=vt=0.2m/s10s=2m（2）由圖可知，重物由3段繩子承擔(dān)，故s=3h=32m=6m則拉力F所做的功W總=Fs=200N6m=1200J（3）F=G總,即200N =（540N + G動），解得G動=60NW有用=Gh=240N2m=480JF=（+G動）=（240N+60N）=100N=Fs=100N6m=600J=100%=100%=80%2（2016河北）如圖所示，某建筑工地用電動機、定滑輪和斜面組成的裝置，將重為1 600 N的建材山斜面底端勻速拉到頂端.已知斜面傾角為30.，斜面高為4.5 m，建材移動的速度為0.4 m/s，電動機的輸出功率為400 W，斜面的效率與整個裝置的效率之比1：2=10：9.(忽略定滑輪處摩擦及繩中)求：(1)對建材做的有用功.(2)斜面的效率.(3)電動機解：（1）W有用=Gh=1600N4.5M=7200J（2） P= W=Fs v= 拉力F=1000N斜面的效率=80（3） 裝置的效率=80%=72%電動機消耗的電能W=3（2016南寧）如圖所示，利用滑輪組裝置勻速拉動水平面上的物體已知物體在水平面上受到的滑動摩擦力為重力的0.1倍，物體被勻速拉動的距離為1m當(dāng)物體質(zhì)量為2kg時，滑輪組的機械效率為50%，不計繩重和繩與滑輪間的摩擦力求：（1）物體質(zhì)量為2kg時，在水平面上受到的滑動摩擦力；（2）動滑輪的重力；（3）物體質(zhì)量為10kg，以0.1m/s的速度勻速運動時，拉力F的功率解：（1）物體受到的摩擦力：f=0.1G=0.12kg10N/kg=2N，（2）因為=，故F=N由圖知，滑輪組由3段繩子拉著動滑輪，由F=（G動+f）得動滑輪重力：G動=3F-f=3N-2N=2N，（3）當(dāng)物體質(zhì)量為10kg時，物體在水平面上受到的滑動摩擦力為：f=0.1G=0.110kg10N/kg=10N自由端的拉力為：F=（G動+f）=（2N+10N）=4N拉力功率為：P=Fv=4N30.1m/s=1.2W4（2016沈陽）如圖所示，是起重機吊臂上滑輪組的示意圖用該滑輪組將一些規(guī)格相同的石板均速提升到2m高的平臺上，若每塊石板的重力均為1.2104N當(dāng)滑輪組一次提升一塊石板時，鋼絲繩的拉力F的功率為3000W，此時滑輪組的機械效率為80%，不計摩擦和鋼絲繩的重力，求：（1）在此過程中，石板勻速上升時的速度是多少？（2）若該滑輪組一次勻速提升兩塊石板到同一平臺上，則此時鋼絲繩的拉力F是多少？解：（1）根據(jù)=可得總功：W總=3104J，由P=可得拉起古板的時間：t=10s，所以古板的上升速度：v=0.2m/s；（2）由W額=G動h=W總-W有可得動滑輪重力：G動=3000N，由圖知，通過動滑輪繩子段數(shù)n=3，不計摩擦和鋼絲繩的重力，由F=（G物+G動）可得，當(dāng)滑輪組一次提升兩塊石板時拉力為：F=（21.2104N+3000N）=9000N5.（2016資陽）造福于資陽人民的“毗河引水”工程正在如火如荼的進行建設(shè)，如圖所示為樂至縣境內(nèi)某引水渡槽建設(shè)工地用升降機從地面提升渡槽組件的示意圖若渡槽設(shè)計高度為h=10m每一段組件質(zhì)量為m=2103kg，升降機最大功率為P=40kW，每根鋼絲繩上能承受的最大拉力是F0=4104N，不計滑輪和鋼絲繩的重力及摩擦力，取g=10N/kg，求：（1）該升降機一次最多能勻速提升多少段渡槽組件（2）某次提升中，升降機最大功率在t=20s內(nèi)將3段渡槽組件從地面勻速提升值設(shè)計高度，求鋼絲繩拉力的功率P1和升降機的機械效率解：（1）每一段組件的重力G=mg=2103kg10N/kg=2104N，滑輪組的最大拉力F=34104N=1.2105N，渡槽組件的段數(shù)：n=6段；（2）鋼絲繩拉力做的有用功：W有用=Gh=32104N10m=6105J，鋼絲繩拉力的功率P1=3104W；總功W總=P總t=40103W20s=6105J，升降機的機械效率=100%=100%=75% 6（2015重慶）如圖所示，重力不計的木棒AOB可繞支點O無摩擦轉(zhuǎn)動，木棒AB長為3m，均勻正方體甲的邊長為10cm，物體乙的質(zhì)量為5.6kg當(dāng)把甲乙兩物體用細繩分別掛在木棒的兩個端點A、B上時，木棒在水平位置平衡，此時物體甲對地面的壓強為3000Pa，支點O距A點1.6m求：（1）物體乙受到的重力；（2）物體甲受到的支持力；（3）物體甲的密度解：（1）物體乙受到的重力：G乙=m乙g=5.6kg9.8N/kg=54.88N；（2）由p=得：物體甲受到的支持力：F支=F壓=pS=3000Pa（0.1m）2=30N；（3）根據(jù)杠桿平衡條件可得：（G甲F支）OA=G乙OB，甲物體重力：G甲=+F支=+30N=78.02N，由G=mg=Vg得：甲物體密度：甲=7.96103kg/m37（2015遂寧）某興趣小組用如圖甲所示的滑輪組（物體與動滑輪用繩子a連接）勻速拉動放在同一水平面上的不同物體，物體受到的摩擦力從200N開始逐漸增加，直到組裝滑輪組的繩子b被拉斷，每次物體拉動的距離均為2m. 通過實驗繪出了該滑輪組機械效率隨物體受到摩擦力大小變化的關(guān)系圖像如圖乙.（不計繩重和繩與滑輪間的摩擦）求：（1）動滑輪重力（2）當(dāng)滑輪組的機械效率為80%，物體以0.2m/s的速度勻速運動時，該滑輪組的有用功率（3）一個重500N的同學(xué)利用該滑輪組，想獨自用豎直向下的力拉斷繩子b，請你通過計算分析他能否實現(xiàn)解：（1）由圖乙可知，當(dāng)f1=200N時， W有用1 = fs 由于不計繩重及繩與滑輪間的摩擦 W額外 = G動s W總1 = fs+ G動s G動 = 200N （2） 當(dāng)時， f2 = 800N W有用2 = f2s = 800N2m = 1600J 另解：當(dāng)時， f2 = 800N （3）由圖乙可知，當(dāng)f3=1600N時，繩子剛好被拉斷，由于不計繩重及繩與滑輪間的摩擦，且物體做勻速直線運動 繩b承受的最大拉力 因為人的重力為500N，豎直勻速拉動，所以繩子對人的最大拉力為人的重力，根據(jù)力的作用是相互的，故人給繩子的最大拉力為500N，由于繩子b承受的最大拉力大于人給繩子的最大拉力，所以該同學(xué)不能拉斷繩子b .題型之三 壓強浮力與簡單機械的綜合計算 1.（2016北海）如圖所示，輕質(zhì)杠桿可繞O點轉(zhuǎn)動，杠桿左端A處掛了一塊，右端B處施加一個F=3N的拉力，此時杠桿在水平位置平衡，得OA=30cm，OB=20cm（1）求繩子對杠桿A端的拉力（2）若物塊的體積為10cm3，求物塊在水中所受到的浮力解：（1）由杠桿的平衡條件可得FAOA=FOB，則繩子對杠桿A端的拉力：FA= =2N；（2）因物體浸沒時排開水的體積和自身的體積相等，所以，物塊在水中所受到的浮力：F浮=gV排=1.0103kg/m39.8N/kg1010-6m3=0.098N2（2016郴州）如圖所示，物體A質(zhì)量為1kg，掛在動滑輪上，彈簧測力計拉力的方向豎直向上，動滑輪的重、繩的重和大小均不計，且不考慮一切摩擦，g取10N/kg求：（1）物體A靜止在空氣中時，彈簧測力計的示數(shù)是多少？（2）若物體A剛好浸沒在水中靜止時，彈簧測力計的示數(shù)為3N，則物體A受到的浮力是多少？（3）物體A的密度是多少？ 解：（1）由GA=mAg=1kg10N/kg=10N,F= GA= 10N=5N（2）對滑輪受力分析對A的拉力：FA=23N=6N對A受力分析：F浮=GA-FA=10N-6N=4N（3）由F浮=水gV排得：V排= =410-4m3浸沒：VA=V排=410-4m3A= =2.5103kg/m33.（2016涼山州）2015年10月5日考古學(xué)家在黃海海域發(fā)現(xiàn)甲午海戰(zhàn)沉船“致遠艦”的消息轟動了整個考古界，隨著水下考古工作的進行，一些重要文物近日陸續(xù)出水重見天日，關(guān)于這艘在海水中沉睡了120余年的戰(zhàn)艦是如何被打撈起的謎題也逐步解開現(xiàn)某課外活動小組，照此設(shè)計了如圖所示的簡單機械，模擬打撈沉船，實驗中用實心立方體A代替沉船，已知A的體積為0.1m3，質(zhì)量為280kg（設(shè)整個過程A均為勻速直線運動狀態(tài)，忽略鋼纜繩重及滑輪摩擦，不考慮風(fēng)浪，水流等因素的影響）（1）A完全浸沒在水中時受到的浮力是多大？（水=1.0103kg/m3）（2）若A完全浸沒在水中時，滑輪組的機械效率為60%，那么A完全打撈出水面后，岸上鋼繩的拉力F為多大？（3）若A完全打撈出水面后，以0.1m/s的速度被勻速提升，求岸上鋼繩拉力F的功率解：（1）A完全浸沒在水中時受到的浮力：F浮=gV排=gV=1.0103kg/m39.8N/kg0.1m3=980N；（2）物體A的重力：G=mg=280kg9.8N/kg=2744N，A完全浸沒在水中時，總功為W總=（G+G動-F?。﹉，有用功為W有=（G-F?。﹉，所以，滑輪組的機械效率：=100%=100%=100%=100%=60%，解得：G動=1176N，由圖可知，n=5，A完全打撈出水面后，岸上鋼繩的拉力：F=（G+G動）=（2744N+1176N）=784N；（3）A完全打撈出水面后，以0.1m/s的速度被勻速提升時，繩端的速度：v繩=nv物=50.1m/s=0.5m/s，岸上鋼繩拉力F的功率：P=Fv繩=784N0.5m/s=392W4.（2016孝感）用滑輪組與電動機結(jié)合使用可節(jié)省人力，提高工作效率.如圖所示，是一業(yè)余打撈隊打撈某密封箱子的示意圖，已知電動機工作時拉繩子的功率為1100W保持不變，箱子質(zhì)量300kg、體積0.1m3，每個滑輪重200N，水深6m，水面離地面4m，將箱子從水底提到地面時，用時間24s（不計繩重、摩擦和水的阻力，取g=10N/kg）.求:（1）箱子在水底時下表面受到水的壓強.（2）電動機把箱子提升到地面做的總功.（3）整個打撈過程中，滑輪組機械效率的最大值.（4）整個打撈過程中，箱子上升的最大速度.解：（1）箱子在水底時下表面的深度h=6m，此處水產(chǎn)生的壓強：p=gh=1103kg/m310N/kg6m=6104Pa（2）電動機工作時拉繩子的功率為1100W保持不變，將箱子從水底提到地面用時t=24s，由得電動機所做的總功：W總=Pt=1100W24s=2.64104J；（3）在提升箱子過程中，不計繩重、摩擦和水的阻力可知，動滑輪對箱子的拉力越大，滑輪組的機械效率越大，所以出水后滑輪組的機械效率最大箱子的重力：G=mg=300kg10N/kg=3000N；出水后，最大機械效率：（4）由于電動機工作時拉繩子的功率保持不變，根據(jù)P=Fv可知：電動機的拉力最小時，繩端的速度最大，此時箱子上升的速度也最大 當(dāng)箱子所受浮力最大時（箱子浸沒在水中上升時），電動機的拉力最小，箱子上升的速度最大；箱子所受的浮力：F浮=gV排=1000kg/m310N/kg0.1m3=1000N則電動機的最小拉力：由P=Fv可得，繩端的最大速度：則箱子上升的最大速度：第2講 電學(xué)計算題型之一 歐姆定律的綜合計算1.（2015茂名)如圖所示，將滑動變阻器的滑片P移向M端，閉合開關(guān)S，表的示數(shù)為1.0 A，表的示數(shù)為6 V；滑片P移向N端，閉合開關(guān)S，表的示數(shù)為2 V求：(1)電源的電壓及電阻R0的阻值；(2)R0消耗的最大電功率和滑動變阻器的最大阻值解：(1)由電路圖可知，滑片移到M端時，R連入阻值為0，只有定值電阻接入電路，電壓表測電源電壓，電源電壓：UUV6 V，I0IA1.0 A，由I變形可得R0的阻值：R06 (2) 滑片在M端時，R0電壓最大，消耗的功率最大，最大功率：P0最大6 W滑片在N端時，滑動變阻器阻值全部接入電路，R與R0串聯(lián)接入電路，電壓表測R0兩端電壓，電路中電流：I A，滑動變阻器最大阻值：R滑最大12 2.（2014自貢）如圖所示，電源電壓保持不變，電流表使用00.6A的量程，電壓表使用03V的量程，定值電阻R1=8，燈泡電阻R2=5，滑動變阻器的最大阻值R3=20（1）開關(guān)S1斷開，S2閉合，電流表示數(shù)為0.25A，電壓表示數(shù)為2.5V，求電源的電壓和滑動變阻器接入電路的電阻值；（2）將開關(guān)S1閉合，S2斷開，移動滑動變阻器的滑片，為了保證電流表和電壓表不超過其量程，滑動變阻器接入電路的電阻值只能在什么范圍內(nèi)變化？3. （2016六盤水）如圖所示，甲為電路的連接情況，R1=20。R2為滑動變阻器，乙為R3的I-U圖像，電源電壓保持不變。當(dāng)S1閉合，S2斷開時，滑片P在a段，則電流表的示數(shù)為0.6A；若滑片P在b端，則電壓表示數(shù)為8V.求：（1） 電源電壓。（2） 滑動變阻器R2的最大阻值。（3） 當(dāng)S1、S2均閉合，且滑片P在a端時，求電流表的示數(shù)。解：（1）當(dāng)閉合，斷開，滑片P在a端時，=0,電路中只有在工作，由可得電源電壓U=(2) 當(dāng)閉合，斷開，滑片P在b端時，達到最大值，且、串聯(lián)，此時電壓表測兩端的電壓=8V,則兩端的電壓=12V-8V=4V,電路中的電流 (3) 當(dāng)、均閉合，且滑片P在a端時，、并聯(lián)，由乙圖可知,由并聯(lián)電路電阻的大小關(guān)系，所以R=10 ，故干路電流題型之二 電功率的綜合計算1. （2016十堰）如圖所示，電源電壓保持不變，小燈泡L上標(biāo)有“6V 3W”字樣，電阻R1=40，電壓表的量程為03V，當(dāng)開關(guān)S1斷開，S2、S3閉合時，燈泡L恰好正常發(fā)光（不考慮溫度對電阻的影響）（1）求燈泡L正常工作時的電阻和電源電壓（2）當(dāng)閉合S1，斷開S2、S3，且把滑動變阻器R2的滑片滑到最右端時，電流表的示數(shù)為0.1A，滑動變阻器的最大阻值為多大？（3）當(dāng)斷開S1、S2，閉合S3時，在保證電路安全的條件下，燈泡L消耗的最小功率為多少？并求出此種情況下電路1min 消耗的電能解：（1）當(dāng)開關(guān)S1斷開，S2、S3閉合時，R1斷路，R2被短路，燈泡L恰好正常發(fā)光，電源電壓U=U額=6V；由P=得：燈泡L正常工作時的電阻：RL=12；（2）當(dāng)閉合S1，斷開S2、S3，R1和R2串聯(lián)，把滑動變阻器R2的滑片滑到最右端時，滑動變阻器阻值最大，由I=得：電路總電阻：R=60，滑動變阻器的最大阻值：R滑=RR1=6040=20；（3）當(dāng)斷開S1、S2，閉合S3時，燈泡和滑動變阻器串聯(lián)，電壓表示數(shù)為3V時，電路中的電流最??；則電路中的最小電流：I最小=0.25A，燈泡消耗的最小功率：P=I2RL=（0.25A）212=0.75W；電路消耗的電能：W=UI最小t=6V0.25A60s=90J 2（2015廣元）如圖所示，燈L上標(biāo)有“6V 3W”字樣（不考慮溫度對燈泡電阻的影響），電阻R1=20求：（1）燈泡的電阻；（2）當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2、S3都斷開時，燈L正常發(fā)光，電源電壓；（3）開關(guān)S1、S2、S3都閉合，且滑片P在b端時，電流表的示數(shù)為2.4A，滑動變阻器R2的最大阻值；（4）當(dāng)開關(guān)S1斷開，S2、S3都閉合，且滑片P在a、b間中點時，在1min內(nèi)滑動變阻器產(chǎn)生的熱量解：（1）由題意知：燈泡的額定電壓UL=6V，額定功率PL=3W，燈泡電阻RL=12（2）燈泡正常發(fā)光，電路電流I=0.5A，電阻R1與燈泡L串聯(lián)，電源電壓U=I（R1+RL）=0.5A（20+12）=16V（3）電路電流IA=2.4A，電阻R1與R2并聯(lián)，由歐姆定律得：流過電阻R1的電流I1=0.8A，流過電阻R2的電流I2=IAI1=2.4A0.8A=1.6A，電阻R2的電阻值R2=10（4）滑片P在a、b間中點，滑動變阻器接入電路的電阻值R2=5，在t=1min=60s內(nèi)，滑動變阻器產(chǎn)生的熱量Q=t=60s=3072J3.（2016攀枝花）冬季，養(yǎng)雞場為了提高產(chǎn)蛋量，夜間需要在雞舍里用電熱器加熱并用燈泡照明，白天需要在雞舍里用電熱器加熱，不需要用燈泡照明小陽根據(jù)上述要求設(shè)計了一種加熱照明裝置，這個裝置的電路圖如圖所示，電阻R1和R2是兩個用來加熱且阻值不變的電阻絲，燈L是標(biāo)有“220V160W”的照明燈泡，開關(guān)S1、S2的通斷只有兩種狀態(tài)，一種是同時斷開，另一種是同時閉合該裝置從早晨7：00至17：00處于白天工作狀態(tài)，連續(xù)正常工作10h，這段時間內(nèi)電流表的示數(shù)為4.4A，電阻R1的電功率為P1，電阻R2的電功率為P2，電路的總電功率為P；該裝置從17：00至第二天早晨7：00處于夜間工作狀態(tài)，連續(xù)正常工作14h已知：電源兩端的電壓U恒為220V， =求：（1）總電功率P；（2）電阻R2的阻值；（3）從早晨7：00到第二天早晨7：00的24h內(nèi)，該加熱照明裝置共消耗電能多少千瓦時？解：（1）由題可知，白天工作狀態(tài)下不需要照明，開關(guān)同時斷開，由圖可知此時R1與R2串聯(lián)，電流表測電路中電流，由P=UI可得此時電路的總功率：P=UI=220V4.4A=968W；（2）由I=可得兩電阻串聯(lián)的總電阻：R=R1+R2=50，由P=I2R有：=，聯(lián)立兩式解得：R1=10，R2=40；（3）從早晨7：00到第二天早晨7：00的24h內(nèi)，照明燈只在17：00至第二天早晨7：00處于夜間工作狀態(tài)時發(fā)光，由題知，此時兩開關(guān)同時閉合，由圖知此時L與R1并聯(lián)，所以照明燈工作時間t=14h，U=U1=UL=220V，所以燈泡正常發(fā)光，由W=Pt可得燈泡消耗電能：WL=P額t=0.16kW14h=2.24kWh，R1消耗功率：P1=4840W=4.84kW，此段時間R1消耗電能：W1=P1t=4.84kW14h=67.76kWh該裝置白天工作狀態(tài)時間t=10h，消耗電能：W=Pt=0.968kW10h=9.68kWh所以從早晨7：00到第二天早晨7：00的24h內(nèi)，該加熱照明裝置共消耗電能：W總=WL+W1+W=2.24kWh+67.76kWh+9.68kWh=79.68kWh4（2015綿陽）如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，R0是阻值為8的定值電阻，小燈泡L上標(biāo)有“6V 3.6W”字樣，當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S接1，滑動變阻器的滑片P位于b端時，定值電阻R0在1min內(nèi)消耗的電能為750J不考慮溫度對燈絲電阻的影響（1）求小燈泡L的電阻；（2）求電源電壓；（3）當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S接2，移動滑動變阻器的滑片P在某一位置時，小燈泡的電功率為1.6W，求此時滑動變阻器的電功率解：（1）由P=變形可得燈泡的電阻：RL=10；（2）當(dāng)開關(guān)S接1，滑動變阻器的滑片P位于b端時，電路為R0的簡單電路，此時電路電功率為P0=12.5W；由P=變形得電源的電壓：U=10V；（3）當(dāng)開關(guān)S接2，移動滑動變阻器滑片P在某一位置時，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，由P=I2R可得：電路中的電流：I=0.4A，小燈泡的電壓：UL=IRL=0.4A10=4V，滑動變阻器的電壓：U滑=U-UL=10V-4V=6V，滑動變阻器的電功率：P滑=U滑I=6V0.4A=2.4W5.（2016張掖）小林在做測量小燈泡功率的實驗時，連接了如圖甲所示電路，電源電壓保持不變，小燈泡額定電壓為2.5V閉合開關(guān)后，將滑動變阻器滑片P從最右端開始向左滑動到某一位置的過程中，電流表示數(shù)與電壓表示數(shù)的變化曲線如圖乙所示求：（1）小燈泡正常發(fā)光時的電阻；（2）當(dāng)電壓表示數(shù)為1V時，小燈泡在1min中內(nèi)消耗的電能；（3）燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器連入電路的阻值是其最大阻值的五分之一求電源電壓？解：（1）燈泡正常發(fā)光時的電壓UL=2.5V，由圖乙可知通過燈泡的電流IL=0.25A，由I=可得，正常發(fā)光時的電阻：RL=10；（2）當(dāng)電壓表示數(shù)為1V時，由圖乙可知通過的電流IL=0.2A，小燈泡在1min中內(nèi)消耗的電能：W=ULILt=1V0.2A60s=12J；（3）當(dāng)滑動變阻器的滑片位于P最右端時，接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，由圖乙可知，電路中的最小電流I小=0.15A，電壓表的示數(shù)UL=0.5V，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，電源的電壓：U=I小R+UL=0.15AR+0.5V，燈泡正常發(fā)光時，電源的電壓：U=ILR+UL=0.25AR+2.5V，因電源的電壓不變，所以，0.15AR+0.5V=0.25AR+2.5V，解得：R=20，電源的電壓U=I小R+UL=0.15A20+0.5V=3.5V6.（2016涼山州）如圖所示的電路中，電源電壓恒為6V，電阻R1的阻值為2，滑動變阻器R2上標(biāo)有“10 3A”的字樣，小燈泡L上標(biāo)有“6V 3W”的字樣，電流表的量程為0-3A（1）當(dāng)開關(guān)S1、S2、S都閉合時，電流表的示數(shù)為2A，求R2消耗的電功率；（2）當(dāng)開關(guān)S1、S2都斷開，S閉合時，為了確保測量準(zhǔn)確，要求電流表示數(shù)不大于其量程的，求滑動變阻器R2接入電路的最小阻值.解：（1）當(dāng)開關(guān)S1、S2、S都閉合時，L與R2并聯(lián)，電流表測干路電路，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且額定電壓下燈泡正常發(fā)光，所以，由P=UI可得，通過燈泡的電流：，因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，通過R2的電流：，R2消耗的電功率：P2=UI2=6V1.5A=9W；（2）當(dāng)開關(guān)S1、S2都斷開，S閉合時，R1與R2串聯(lián)，電流表測電路中的電流，因電流表示數(shù)不大于其量程的，所以，電路中的最大電流，此時電路中的總電阻，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，滑動變阻器R2接入電路的最小阻值：R2=R總-R1=3-2=1.7.（2016河北）如圖所示，電源電壓可調(diào)，燈泡L規(guī)格為“1 5 V 45 W”，且燈絲電阻不隨溫度變化.電流表量程為“OO6 A”和“O3 A，滑動變阻器尺的規(guī)格分別為“25 2 A和“1 O 3 A”.(1)將電源電壓調(diào)到1 8V，閉合開關(guān)，移動P，使燈泡正常發(fā)光.求燈泡的電阻和燈泡消耗的最小功率.(2)將電源電壓調(diào)到l 5 V，用定值電阻R0替換燈泡，P置于中點A，閉合開關(guān)，電流表指針指到滿偏刻度的三分之二位置(可能重新選擇了電表最程和變阻器R).然后將P從A移到最左端B，兩表示數(shù)的I-U關(guān)系如圖20所示.通過計算判斷所用變阻器的規(guī)格a解：（1）由I= P=UI燈絲電阻RL=5燈泡正常發(fā)光時，通過的電流IL=3A，通過變阻器的電流大于2A，所以R為“10 3A”的變阻器；又由于L與R串聯(lián)，電路中的電阻最大時，電流最小，所以燈泡消耗的功率最小PL最小=I2RL=（）2RL=（）25=7.2W（2） 由題意和圖可知，P在中點A時，UA=10V，電流可能為2A或0.4A當(dāng)IA1=2A時，變阻器R1最大=2=5 當(dāng)IA2=0.4A時，變阻器R2最大=2=25由題意可知，所用變阻器的規(guī)格為“25 2A”8.（2016巴中）如圖所示的電路中，電源電壓恒為6V，小燈泡L上標(biāo)有“6V，3W”的字樣，電阻R1的阻值為8，滑動變阻器R2上標(biāo)有“10，2A”的字樣求：（1）小燈泡L正常工作時的電阻；（2）開關(guān)S1與S2都斷開，S閉合時，R1在10min內(nèi)產(chǎn)生的熱量；（3）當(dāng)開關(guān)S1、S2、S都閉合，電流表的示數(shù)為1.5A時，R2消耗的電功率解：（1）由P=得：燈泡正常工作時的電阻：RL=12；（2）開關(guān)S1與S2都斷開，S閉合時，燈泡和R1串聯(lián)，電路中的電流：I=0.3A，R1在10min內(nèi)產(chǎn)生的熱量：Q=I2R1t=（0.3A）281060s=432J；（3）當(dāng)開關(guān)S1、S2、S都閉合，R1被短路，燈泡和滑動變阻器并聯(lián)，小燈泡正常工作，由P=UI得：燈泡中的電流IL=0.5A，R2支路電流I2=IIL=1.5A0.5A=1A，R2消耗的電功率：P2=UI2=6V1A=6W9.（2015德陽）如圖所示，燈泡L標(biāo)有“6V 6W”字樣（燈泡電阻不受溫度影響），滑動變阻器的最大阻值為12，電源電壓為6V保持不變（1）求小燈泡的電阻；（2）當(dāng)S1、S2閉合，滑片P位于a處時，燈泡L正常發(fā)光，這時電流表的示數(shù)為多少？（3）當(dāng)S1、S2閉合，滑片P位于中點c處時，電路消耗的總功率（4）當(dāng)S1閉合、S2斷開，滑動變阻器接入電路的電阻為R1時，電路消耗的總功率為P1；當(dāng)S1閉合、S2斷開，滑動變阻器R接入電路的電阻為R2時，電路消耗的總功率為P2，已知R1：R2=1：4，P1：P2=2：1，求R1的阻值以及滑動變阻器的阻值為R2時滑動變阻器消耗的電功率解：（1）由P=可得，燈泡的電阻：RL=6；（2）當(dāng)S1、S2閉合，滑片P位于a處時，L與R并聯(lián)，電流表測干路電流，因并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和，所以，電路中的總電阻：R總=4，這時電流表的示數(shù)：I=1.5A；（3）當(dāng)S1、S2閉合，滑片P位于中點c處時，燈泡L與cb段電阻并聯(lián)后與ac段電阻串聯(lián)，則并聯(lián)部分的電阻：R并=3，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，電路中的總電阻：R總=Rac+R并=12+3=9，電路消耗的總功率：P=4W；（4）當(dāng)S1閉合、S2斷開時，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，=，解得：R1=3，則R2=4R1=43=12，滑動變阻器的阻值為R2時電路中的電流：I=A，滑動變阻器消耗的電功率：P滑=（I）2R2=（A）2121.33W第3講 力、熱、電綜合計算題型之一 力、電綜合題1.（2015遵義）云門屯景區(qū)是位于遵義市新蒲新區(qū)三渡鎮(zhèn)的國家4A級景區(qū)，該景區(qū)核心景點之一“天門洞”是樂安江在此穿山而過留下的寬80余米、高100余米的巨形山洞，十分壯觀為了減少環(huán)境污染，江上游船采用電力驅(qū)動，如圖為一艘電動游船正駛過天門洞這種游船滿載時，船和人的總質(zhì)量為2800kg（g取10N/kg，水的密度為1.0103kg/m3）（1）該游船滿載時，外船底最深處距水面0.5m，該處所受水的壓強為多大？（2）該游船滿載時，游船排開水的體積為多少？（3）該游船滿載時，在平靜的樂安江上以1.5m/s的速度勻速行駛，此時游船所受水的阻力為400N，驅(qū)動電機的工作電壓為60V，且消耗的電能有80%用來克服水的阻力做功，則此時驅(qū)動電機的工作電流為多少？解：（1）滿載時船底受到水的壓強為：p=gh=1.0103kg/m310N/kg0.5m=5103Pa（2）游船處于漂浮狀態(tài)，則所受浮力等于總重力；即F浮=G總=m總g由于F浮=G排=m排g，則m排=m總=2800kg，由密度公式=變形得V排=2.8m3（3）由于游船勻速行駛，則此時游船的動力F=f=400N動力功率為：P機械=Fv=400N1.5m/s=600W根據(jù)公式=變形得消耗的電功率P電=750W由P=UI變形得電流I=12.5A2.（2016棗莊）如圖甲所示是某壓力測力計的電路原理示意圖，圖中電源電壓為6V（保持不變）；定值電阻R0的規(guī)格是“520 0.01A”，起保護電路的作用；測力顯示器是由電流表改裝成的（電阻忽略不計），R是一種新型電子元件，其阻值R隨壓力F大小變化的關(guān)系如圖乙所示求：（1）R0允許消耗的最大功率是多少？（2）通過分析圖乙，請直接寫出電子元件的阻值R隨壓力F變化的關(guān)系式（3）該測力計所能測量的最大壓力是多少？（4）若要增大該測力計所能測量的最大壓力，請寫出一種改進方法解：（1）定值電阻R0的規(guī)格可知，電阻R0允許通過的最大電流I0=0.01A，則R0允許消耗的最大功率：P0=I02R0=（0.01A）2520=0.052W（2）由圖乙可知，電子元件的阻值R與壓力F的關(guān)系為一次函數(shù)，設(shè)為R=kF+b，由圖象可知，當(dāng)F=0時R=200，當(dāng)F=50N時R=180，則200=k0N+b，180=k50N+b聯(lián)立等式可得：b=200，k=0.4/N電子元件的阻值R隨壓力F變化的關(guān)系式R=0.4/NF+200（3）電路中的最大電流I0=0.01A，由I=可得，電路中的總電阻：R總=600，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，R的最小阻值：R=R總R0=600520=80此時R上的壓力最大，則80=0.4/NF+200解得F=300N（4）要增大該測力計的量程，由F=知，應(yīng)減小R值，電路中的電壓一定時，最大電流也一定，總電阻不變，可以增大R0的阻值從而減小R的阻值；電流一定時，也可以減小總電阻，從而減小R值，可以減小電源的電壓從而減小電路中的總電阻3.（2016威海）如圖是某型號電動輪椅工作原理示意圖開關(guān)S1和S2由絕緣操縱桿控制，能同時接“1”或接“2”，向前推操縱桿時輪椅前進且能調(diào)速，向后拉操縱桿時輪椅以恒定速度后退已知蓄電池的電壓為24V保持不變，R2的阻值為10，電動機的額定功率為100W，額定電壓為24V請解答下列問題：（1）當(dāng)開關(guān)S1和S2同時接1時，電動輪椅前進；電動輪椅既能前進又能后退，是因為電動機線圈中電流的方向能夠改變（2）當(dāng)電動輪椅后退時，電流表示數(shù)為1A，此時電動機的實際功率是多少？（3）當(dāng)電動機以額定功率工作時，電動輪椅在水平路面上勻速前進的速度為2m/s，若此時電動機消耗的電能有75%轉(zhuǎn)化為電動輪椅前進的機械能，此時電動輪椅受到的阻力是多大？解：（2）當(dāng)開關(guān)接1、2時，R2與電動機串聯(lián)，由歐姆定律可得：電阻R2兩端的電壓為：U2=IR2=1A10=10V則由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可得：電動機兩端的電壓為：U電=UU2=24V10V=14V，則電動機的實際功率為：P實=U電I=14V1A=14W；（3）電動機的機械功率P機=P0=100W75%=75W，由P=Fv可得，牽引力F牽=37.5N，因為勻速運動，故阻力f=F牽=37.5N4.（2015衡陽）近年來，我市的轎車市場十分火爆，各種新型轎車駛進千家萬戶如圖乙為某新型轎車測定油箱內(nèi)油面高度的電路原理圖其中電源電壓恒為6V，R0是阻值為5的定值電阻，A是油量指示表（實質(zhì)是一只電流表，油量的變化通過電流的變化同步顯示出來）Rx為壓敏電阻，它的電阻隨受到的壓力變化關(guān)系如下表壓力/N050100150200250300350400電阻/550395275170906040255（1）若轎車以90KW的恒定功率啟動作直線運動，且整個運動過程中受到的阻力不變，速度V與時間t的關(guān)系如圖丙所示，在025s時間內(nèi)，轎車的牽引力與阻力關(guān)系可能的是：牽引力_大于或等于_阻力（填“大于”、“等于”、“小于”、“大于或等于”）（2）由（1）中的條件求在05s時間內(nèi)轎車發(fā)動機做功多少？（3）如果空油箱的質(zhì)量為5kg，油量表的零刻度線對應(yīng)于電流表上的示數(shù)是多少？（4）若電流表的量程為00.6A，該油箱加滿油時，指針恰好指示最大刻度，求油箱的容積？（汽油=0.7103kg/m3）解：（2）轎車的功率P=90kW=9104W轎車發(fā)動機做功：W=Pt=9104W5s=4.5105J（3）空油箱的重力G油箱=m油箱g=5kg10N/kg=50N從表中可以看出，50N壓力對應(yīng)的電阻值為395電阻Rx與電阻R0串聯(lián)，電路中的總電阻R1=Rx+R0=395+5=400電流表的示數(shù)為：I=0.015A（4）油箱加滿油時，電路中的電流為I=0.6A由I=變形得，電路中的總電阻為：R=10壓敏電阻的阻值為：R-R0=10-5=5查表可知，壓敏電阻受到的壓力為400N，則油箱和油重力為400N油的重力為：G油=400N-50N=350N油的質(zhì)量為：m油=35kg由=變形得，油的體積V油=0.05m3油箱的容積等于油的體積為0.05m3題型之二 電、熱綜合題1(2016云南)盛夏酷暑，媽媽為了讓小明在考試前有一個更舒適的學(xué)習(xí)環(huán)境，特地在他的房間安裝了一臺冷熱兩用的空調(diào)這臺空調(diào)說明書中的主要數(shù)據(jù)如表所示額定電壓22