中考物理试题分类汇编之电力综合题Word文档格式.docx
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105J;
(3)空油箱的重力G油箱=m油箱g=5kg×
10N/kg=50N,
从表中可以看出,50N压力对应的电阻值为395Ω,
电阻Rx与电阻R0串联,电路中的总电阻R1=Rx+R0=395Ω+5Ω=400Ω,
电流表的示数为:
I=
=
=0.015A;
(4)油箱加满油时,电路中的电流为I′=0.6A,
电路中的总电阻为:
R′=
=10Ω,
压敏电阻的阻值为:
R
=R′﹣R0=10Ω﹣5Ω=5Ω,
查表可知,压敏电阻受到的压力为400N,则油箱和油重力为400N,
油的重力为:
G油=400N﹣50N=350N,
油的质量为:
m油=
=35kg,
油的体积:
V油=
=0.05m3,
油箱的容积等于油的体积,为0.05m3.
2、(2015内江)如图甲所示,在2015年某工厂要研发一种新型材料,要求对该材料的承受的撞击力进行测试。
在测试时将材料样品(不计质量)平放在压力传感器上,闭合开关S,由静止自由释放重物,经撞击后样品材料仍完好无损。
从重物开始下落到撞击样品的这个过程中,电流表的示数I随时间t变化的图像如图乙所示,压力传感器的电阻R随压力F变化的图像如图丙所示。
电源的电压=24V,定值电阻R0=10Ω。
求:
(1)在重物下落的过程中,压力传感器的电阻是多少?
(2)在撞击过程中,样品受到的最大撞击力是多少?
解:
(1)在重物下落的过程中,由图乙可知,电流为0.2A,
此时电路的总电阻
压力传感器的电阻R压=R-R0=120Ω-10Ω=110Ω
(2)由图丙可知,撞击力最大时,电阻最小,电流最大,
又由图乙可知,最大的电流为I大=1.2A,
此时压力传感器的电阻R压′=R′-R0=20Ω-10Ω=10Ω
由图丙可得最大撞击力是F=600N。
3、(2015桂林)如图甲所示,电源电压U=6V,S为单刀双掷开关,小灯泡L的电阻RL=10Ω,R为某种压敏电阻,其阻值R与压力F成反比关系,(如图乙所示),R的正上方装有一电磁铁P,其线圈电阻不计。
(1)在R上水平放置质量为1kg的铁制品,开关接a,通过小灯泡的电流为多大?
小灯泡两端的电压为多少伏?
(2)在R上水平放置质量为2kg的铁制品,开关接b,电压表稳定后的示数为4V,则此时压敏电阻的阻值为多少欧?
电磁铁P对铁制品的吸引力为多少牛?
(1)铁制品的重力G=mg=1kg×
10N/kg=10N;
由图乙知,当F=10N时,电阻R=6Ω,则电路中电流I=
=0.375A;
由I=
得,灯泡两端的电压UL=IRL=0.375A×
10Ω=3.75V;
(2)2kg铁制品的重力G′=m′g=2kg×
10N/kg=20N;
此时电路中的电流I′=
=0.4A;
电阻R两端的电压U′=6V﹣4V=2V;
则R的阻值为R′=
=5Ω
由图象知,FR=60N•Ω,则当R=5Ω时,F=
=12N;
所以吸引力F′=20N﹣12N=8N.
答:
(1)通过小灯泡的电流为0.375A;
小灯泡两端的电压为3.75V;
(2)此时压敏电阻的阻值为5Ω;
电磁铁P对铁制品的吸引力为8N.
4、(2015呼和浩特)我国的水力资源非常丰富,尤其西南地区,今年刚刚又在四川建成一座水电站。
该水电站是在某河流上游修建了120m高的拦河大坝,每分钟有200m3的水从高处自由落下冲击水轮机,已知水轮机到上游水面的落差为100m,水轮机与大坝内侧底部约在同一水平面上。
求:
(1)拦河大坝的内侧底部受到的水的压强;
(2)水从高处自由落下时,重力每分钟做的功;
(3)如果水的机械能有75﹪转化为电能,该水电站的发电功率;
(4)如果该水电站通过远距离向某城市供电,两条输电导线的电阻为90
,某城市用电电压为220V,则该水电站送电电压大约是多少伏?
(1)拦河大坝的内侧底部受到的水的压强p=ρ水gh=1.0×
103kg/m3×
10N/kg×
100m=1×
106Pa;
(2)水的质量m水=ρ水V=1.0×
200m3=2×
105kg,
水的重力W=Gh=m水gh=2×
105kg×
100m=2×
108J,
(3)产生的电能W电=75%W=75%×
2×
108J=1.5×
P电=
=2.5×
106W;
(4)两条输电导线看做是一个电阻,某城市用电电压看做一个灯泡,因此可以看出一个电阻和一个灯泡的串联电路,如图所示:
该水电站送电电压为U,则电路中电流I=
,
电阻两端电压UR=IR=
R=
×
90Ω=
90Ω,
则该水电站送电电压U=UR+U灯,
即U=
90Ω+220V
解得U≈15110V.
(1)拦河大坝的内侧底部受到的水的压强为1×
(2)水从高处自由落下时,重力每分钟做的功为2×
108J;
(3)如果水的机械能有75%转化为电能,该水电站的发电功率为2.5×
(4)则该水电站送电电压大约是15110V.
5、(2015资阳)如图所示,在物理课外科技活动中,小明受电子秤的启发设计了一种测量托盘所受压力的压力测量仪,他用电压表的示数来表示托盘所受压力的大小.电源电压为E=6V,定值电阻R0=10Ω,滑动变阻器R的规格为“10Ω、lA”.金属指针OP固定在安放托盘的轻弹簧M上,并能随轻弹簧一起在金属杆AB上滑动且与AB接触良好,金属指针和金属杆电阻忽略不计.轻弹簧M在弹性限度内它被压缩的长度与其所受的压力大小成正比,当托盘所受压力为F1=0时P恰好位于R的最上端;
当托盘所受压力为F2=100N时P恰好位于R的最下端(此时弹簧的形变仍在弹性限度内).求:
(1)电压表示数U与托盘所受压力F的关系式;
(2)当压力为F3=50N时定值电阻R0消耗的功率P.
6、(2015河南)在课外活动中,同学们设计了一种物品自动筛选器,可将质量小于一定标准的物品自动剔除,其原理如图16所示:
放在水平轻质传送带上的物品,经过装有压敏电阻R的检测区时,使R的阻值发生变化,其阻值随压力F变化的关系如图17所示。
已知电源电压为12V,R0为定值电阻,当电路中电压表示数小于2.4V时,机械装置启动,将质量不达标的物品推出传送带,实现自动筛选功能。
g取l0N/kg。
试问:
(1)当物品随传送带匀速运动时,物品(选填“受”或“不受”)摩擦力。
(2)当检测区上没有物品时,电压表的示数为2V,R0的阻值为多少?
(3)当压敏电阻的电功率最大时,电路中的电流为多少?
此时在检测区上物品的质量是多少?
(4)电路中的电池使用一段时间后,电源电压会降低,能通过检测区物品的最小质量将(选填“增大”或“减小”)。
(1)当物品随传送带匀速运动时,物体与传送带之间没有相对运动的趋势,所以物品不受摩擦力作用;
(2)当检测区没有物品时,由图可知,R=100Ω;
R两端的电压:
UR=U﹣U0=12V﹣2V=10V;
电路中的电流I=
=0.1A;
则R0=
=20Ω;
(3)R的电功率P=(U﹣U0)I=(U﹣IR0)I=12I﹣20I2=-5(2I-0.6)2+1.8
所以I=0.3A时,P有最大值,此时电压表的示数U0=IR0=0.3A×
20Ω=6V;
则R=
由图可知,对应压力F=40N;
则物品的质量m=
=4kg;
(4)电源电压降低,会使电压表的示数变低,根据题目对电压表的示数要求,要使电压表的示数仍等于2.4V,电阻R对应的阻值会比原来更小,则所受压力更大,物体的质量更大.
故答案为:
(1)不受;
(2)R0的阻值为20Ω;
(3)此时在检测区上物品的质量是4kg;
(4)增大.
7.(2015遵义)云门屯景区位于遵义市新蒲新区三渡镇的国家4A级景区,该景区核心景点之一“天门洞”是乐安江在此穿山而过留下的宽80余米、高100余米的巨型山洞,十分壮观。
为了减少环境污染,江上游船采用电力驱动,如图为一艘电动游船正驶过天门洞。
这种游船满载时,船和人的总质量为2800kg。
(g取10N/kg,水的密度为1.0×
103kg/m3)。
(1)该游船满载时,外船底最深处距离水面0.5m,该处所受水的压强为多大?
(2)该游船满载时,游船排开水的体积为多少?
(3)该游船满载时,在平静的乐安江上以1.5m/s的速度匀速行驶,此时游船所受水的阻力为400N,驱动电机的工作电压为60V,且消耗的电能有80%用来克服水的阻力做功,则此时驱动电机的工作电流为多少?
(1)满载时船底受到水的压强为:
p=ρgh=1.0×
0.5m=5×
103Pa;
(2)游船处于漂浮状态,则所受浮力等于总重力;
即F浮=G总=m总g;
由于F浮=G排=m排g,则m排=m总=2800kg,
由ρ=
得:
V排=
=2.8m3;
(3)由于游船匀速行驶,则此时游船的动力F=f=400N;
动力功率为:
P机械=Fv=400N×
1.5m/s=600W;
∵η=
∴消耗的电功率P电=
=750W,
∵P=UI,
∴驱动电机的工作电流I=
=12.5A.
(1)该处所受水的压强为5×
(2)该游船满载时,游船排开水的体积为2.8m3;
(3)驱动电机的工作电流为12.5A.
8、(2015威海)某商厦每层楼高3m,小明看到工作人员将360kg的货物在一楼放入载货电梯内,闭合开关,仅用25s的时间,便将货物运到六楼,小明对载货电梯产生了浓厚的兴趣,他通过查阅资料了解到该载货电梯的结构及工作电路如图19所示,电梯是通过电动机带动钢丝绳提升货物的,电动机线圈电阻为2.4Ω,电梯厢(含动滑轮)的质量140kg,提升上述货物时电流表的示数为20A,不计钢丝绳的重力和一切摩擦,请解答下列问题(g取10N/kg):
(1)匀速提升过程中钢丝绳上的拉力多大?
(2)电梯工作时消耗的总电能是多少?
(3)电动机工作时的效率多大?
(1)电梯厢(含动滑轮)的质量140kg,货物质量360kg,
所以电梯厢和货物的总重:
G=mg=(m货+m厢)g=(360kg+140kg)×
10N/kg=5000N,
由图可知:
有4段绳子拉电梯厢和货物,
所以:
匀速提升过程中钢丝绳上的拉力F=
G=
5000N=1250N.
(2)由图电动机工作时电路两端电压:
U=220V,
电梯工作时电路消耗的总电能:
W=UIt=220V×
20A×
25s=1.1×
105J.
(3)电流通过电动机产生热量:
Q=I2Rt=(20A)2×
2.4Ω×
25s=2.4×
104J,
电动机输出的有用功:
W有=Gh=5000N×
3m×
5=7.5×
不计钢丝绳的重力和一切摩擦,
电动机消耗的电能:
W电′=W有+Q=7.5×
104J+=2.4×
104J=9.9×
所以电动机工作效率:
η=
100%=
100%≈75.8%.
答;
(1)匀速提升过程中钢丝绳上的拉力为1250N;
(2)电梯工作时消耗的总电能是1.1×
(3)电动机工作时的效率是75.8%.
9、(2015义务)甲图为升降机电路的部分原理图,电源电压恒定为6V,R0为定值电阻,电压表量程为0﹣3V,压敏电阻R1的阻值与所受压力大小的关系如图乙所示.
(1)压敏电阻不受压力时,电压表示数为2V,定值电阻R0的电功率为多少?
(2)在电路正常工作时,此压敏电阻能承受的最大压力为多少?
(3)在不改变电表的条件下,要增大压敏电阻的承压范围,应如何调整?
(写出一条)
(4)若在升降机底板上放置一个物块,静置时电压表示数为U0,当升降机匀速下降使,电压表示数 (选填“大于”、“等于”或“小于”)U0.
(1)由图乙所示图象可知,压力为零时,压敏电阻阻值:
R1=200Ω,
压敏电阻两端电压:
U1=U﹣U0=6V﹣2V=4V,
电路电流:
=0.02A,
定值电阻阻值:
R0=
=100Ω,
定值电阻R0的电功率:
P0=U0I=2V×
0.02A=0.04W;
(2)压敏电阻所受压力最大,其阻值最小,电路电流最大,定值电阻两端电压最大,电压表量程为3V,则定值电阻两端最大电压为3V,电路最大电流:
I最大=
=0.03A,
此时压敏电阻阻值:
R1′=
由图乙所示图象可知,压敏电阻阻值为100Ω时,其所受压力为2500N;
(3)由图乙所示图象可知,压敏电阻所受压力越大,压敏电阻阻值越小,电路总电阻越小,电源电压不变,电路总电流越大,定值电阻两端电压越大,要增大压敏电阻的承压范围,而不改变电表的条件,可以适当减小定值电阻阻值,或减小电源电压,或在电路中再串联一个分压电阻.
(4)升降机匀速下降,重物处于平衡状态,重物对压敏电阻的压力等于其重力保持不变,压敏电阻阻值保持不变,电路总电阻保持不变,电路电流保持不变,定值电阻两端电压不变,电压表所示不变,仍等于U0.
(1)压敏电阻不受压力时,电压表示数为2V,定值电阻R0的电功率为0.04W;
(2)在电路正常工作时,此压敏电阻能承受的最大压力为2500N;
(3)可以适当减小定值电阻阻值;
(4)若在升降机底板上放置一个物块,静置时电压表示数为U0,当升降机匀速下降使,
电压表示数等于U0.
10、(2015张家界)电动环保车因环保经济在各大旅游景区已广泛投入运营。
如图所示的电动环保车,有关技术参数如下表。
空车质量
1200kg
电动机额定功率
5kW
满载乘员
10人
电动机额定电压
48V
满载时轮胎与地接触面积
4×
250cm3
最大车速
18km/h
电动机效率
80%
平路续驶里程
≤180km
根据技术参数和具体要求,求解下列问题:
(g取10N/kg)
(1)用甲图中的专用插线板给电动环保车充电,请在乙图画出插线板内部开关和两插座的连线,并接入家庭电路,要求:
①插线板上的开关可同时控制两插座的通、断;
②开关接通时两插座都能提供220V电压。
(2)电动机以额定功率工作半小时消耗多少电能?
(3)经检测电动环保
车以额定功率匀速行驶时,受到的阻力与质量的关系如图所示,若电动环保车满载时,每个乘员大约60kg,求车在行驶过程中受到的阻力。
(4)该车充一次电储存了2.7×
108J的电能,电动环保车将电能转化为机械能的效率为80%,若该车满载时以额定功率匀速行驶,则充电一次最多可连续行驶多长的路程?
【解答】
(1)
(2)
(3)
∴
由图可知:
m=1800kg时,f=1800N
(4)
∵车满载且以额定功率匀速行驶∴F=f=1800N
又∵W机械=Fs
11.(2015宜昌)目前随着城市建筑越来越高,楼内都安装了电梯,方便居民出入,某楼梯的电梯的相关参数如下表,为了安全,电梯都设置了超载自动报警系统,其工作原理如图所示:
⑴
由图可知,当电梯所载人数增多时,
压敏电阻R2所受的压力增大,阻值减小,则控制电路的电流增大,从而使电磁铁的磁性_________(选填“增强”或“减弱”),当电梯超载时,触点K与触点________(选填“A”或“B”)接触,电铃发出报警铃声。
⑵
电梯在使用过程中,若控制电路中的R1被短接,则该超载自动报警系统会出现什么异常?
________________________________________________________________
⑶某开发商称:
此电梯是快速电梯,它能在10s内将10个成年人从1层匀速升高到14层,若每个人的体重约为600N,每层楼高3m,电梯上升时需要克服摩擦及系统自重共计2000N,请你通过计算说明开发商的话是否可信?
(1)在控制电路中,当压敏电阻R2受到的压力F增大时,其阻值减小,电路中的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电流增大时电磁铁的磁性增强;
电梯超载时,压敏电阻R2受到的压力F增大时,其阻值减小,控制电路中的电流增大,从而使电磁铁的磁性增强,磁性达到一定程度时,衔铁被电磁铁吸住,触点K与触点B接触,电铃报警,电梯不工作.
(2)电梯在使用过程中,若控制电路中的定值电阻R1被短接,则在乘客并不超重的情况下,电磁铁所在电路电流也会较大,磁性较强,会使得衔铁被电磁铁吸住,触点K与触点B接触,电铃报警.
(3)若每层楼高3m,从地面升高到14层电梯的高度为13×
3m=39m,
10个成年人从地面升高到14层电梯做得机械功W=Gh=(600N×
10+2000)×
39m=3.12×
电梯电机做得电功W电=2.5×
10s=2.5×
105J,
由电梯做得机械功和电梯电机做得电功比较可知,电梯电机做的电功小于电梯应做的机械功,因此开发商的话不可信.(其它解法合理也可)
(1)增强;
B;
(2)没有达到最大载客量电铃就会报警;
(3)不可信;
电梯电机做的电功小于电梯应做的机械功.
12、(2015镇江)图1所示为一种自动蓄水装置示意图:
轻质弹簧上端固定,下端与木块相连,轻质滑片P的右端固定在弹簧最下端,左端位于粗细均匀的金属电阻R2的最下端A处且接触良好,闭合S,水泵工作,向空水箱里缓慢注水,当P上滑至B处(R2的中点)时,水面到
达设定高度,水泵自动停止注水,在此过程中,弹簧弹力F与滑片P上滑长度x之间的关系如图2所示。
已知:
电阻箱R1接人电路中的阻值为20Ω,R2的总电阻为20Ω,长度为l;
当线圈中电流I≥0.lA时,衔铁被吸下g=l0N/kg,弹簧始终处于弹性限度范围内,不考虑线圈的电阻和滑片P滑动时的摩擦。
(1)求电源电压U;
(2)求木块所受的重力;
(3)当P滑至B处时,求木块浸入水中的体积;
(4)若将R1调至l0Ω,则水箱内最高水位与原设定水位的高度差△h▲0.5l(选填“>
”、“<
”或“=”),你判断的理由是:
▲.
(1)由题意可知,当滑片P滑至B处时,水泵停止注水,此时电路中的电流I=0.1A,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,由I=
可得,电源电压:
U=I(R1+
R2)=0.1A×
(20Ω+
20Ω)=3V;
(2)木块没有浸入水中时弹簧测力计的示数即为木块的重力,
由图2可知,木块的重力G=5N;
(3)当P滑至B处时,由图2可知弹簧测力计的示数为0,
由二力平衡条件可知,木块受到的浮力:
F浮=G=5N,
由F浮=ρgV排可得,木块浸入水中的体积:
=5×
10﹣4m3;
(4)将R1调至10Ω,水泵停止注水时电路中的总电阻:
=30Ω,
此时R2接入电路中的电阻:
R2′=R﹣R1′=30Ω﹣10Ω=20Ω=R2,
即滑片位于上端时,水泵停止注水,
滑片位于b点时弹簧测力计的示数为0,滑片上移时,木块受到的浮力增大,浸入水中的体积增大,
所以,水箱内最高水位与原设定水位的高度差△h>l﹣0.5l=0.5l.
(1)电源电压U为3V;
(2)木块所受的重力为5N;
(3)当P滑至B处时,木块浸入水中的体积为5×
(4)>;
理由:
R1调至10Ω时,水泵工作先向水箱内注水,当滑片从B处上滑至R2的最上端时,停止注水,木块上升的高度为0.5l,此过程中,木块所受浮力增大,浸入水中的深度增大,所以水箱内最高水位与原设定水位的高度差△h大于0.5l.
13、(2015永州)为了比赛的公平公正,小芸为学校短跑比赛设计了一款防抢跑装置,该装置安装在起跑线前,如图18甲所示,丙图是其工作原理图:
起跑发令枪发令前,开关S1、S2、S3都闭合,K与A端相连,绿灯亮;
发令枪扳机和开关S2相连动,扣动扳机,枪响同时开关S2断开;
当电流表示数小于或等于30mA时,在弹簧弹力作用下,K与A端相连,绿灯亮,无人抢跑;
当电流表示数大于30mA时,衔铁被吸下,K与B端相连,红灯亮同时铃声响,有人抢跑。
图18
已知两电路电源电压均为6V,保持不变,压力传感器R的阻值随所受压力变化的图象如图18乙所示,压板重力不计,电磁铁线圈电阻不计。
(1)起跑发令枪发令前,开关S1、S2、S3都闭合,压力传感器R压板上无人(压力F=0N)时,左端电路消耗的电功率为多少?
(2)比赛时,起跑发令枪发令前,抢跑同学踩在压板上的压力F为900N时,左端电路电流表读数为多少?
(3)比赛时,枪声响起后,若某同学踩在压板上的力为1500N时,要使得红灯不亮,电阻R0至少为多大?
【解答】
(1)当开关S1、S2、S3都闭合,压力传感器R压板上无人时,由图象知,压力传感器的
电阻为R=300Ω,
所以左端电路消耗的电功率为P=
=0.12W;
(2)当有人抢跑时,对传感器的压力为900N,
由图象知,此时压力传感器的电阻为R′=100Ω,
所以左端电路电流表读数为I′=
=0.06A;
(3)有题意知,红灯不亮时的电路最小电流为I最小=30mA=0.03A,
此时的电路最大电阻为R总=
=200Ω,
由图象知,当传感器受到的压力是1500N时,此时的电阻为R最小=50Ω,
所以保护电阻的阻值最小为R0=R总﹣R最小=200Ω﹣50Ω=150Ω.
(1)左端电路消耗的电功率为0.12W;
(2)左端电路电流表读数为0.06A;
(3)电阻R0至少为150Ω.
14、(2015佛山)在如图所示的“动力电路”中,电流从C点经电动机由D点流出时电梯上升,反之电梯下降,当电梯超载时“超载控制电路”中的压力传感器开关k2断开,电磁继电器和电动机都停止工作.
(1)请从A、B点画出两条电线连接到“超载控