力电热综合训练Word文档格式.docx
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103J／（kg·
℃）]
（3）热水器的效率
练习1.（09济宁）有一些材料，导电能力介于导体和绝缘体之间，这种材料称做半导体.有一种半导体其电阻的大小随温度的变化而明显改变，利用这种半导体材料制成的电阻叫热敏电阻。
热敏电阻可以用来测量温度的变化，且反应快，精度高.
李明同学为了检测他家蔬菜大棚内的温度变化，他用热敏电阻设计了一个如图左所示的电路，其中电源电压是3V,热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图右所示，电流表的量程是0－100mA。
为了能从电流表直接读出大棚内的气温，他将电流表的刻度盘改画成温度的刻度，这样改造后的电流表就成了气温表。
（1）请你帮他计算,改造成的气温表能测量的最高温度是多少？
写出计算过程。
（2）结合图像分析，你认为李明设计的电路有什么不妥之处?
（3）在保持现有元件不变的条件下，在增添一个电阻，你能想办法使该气温表的量程扩大到80℃吗？
请在方框中画出你设计的电路图，并通过计算求出新增电阻的阻值。
（4）根据你设计的电路，通过计算说明，气温表的0℃应与电流表刻度盘的什么刻度对应?
题型二力热综合
例2.（09莱芜）如图是一种测量小汽车油箱内油量装置的原理图，压力传感器R的电阻会随所受压力大小发生变化，油量表（由电流表改装而成）指针能指示出油箱里的油的多少.已知：
压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示.
若压力传感器R的上表面面积为5cm2，汽油热值为4.6×
107J/㎏，汽油密度为0.7×
103㎏/m3,电源电压为6V.请回答：
（1）当油与箱总重为600N时，压力传感器R受到的压强是多大？
（2）若油箱内油为10㎏时，汽油完全燃烧能放出的热量是多少？
（3）如果空油箱的质量为5.8㎏,油量表指针指向2×
10-2m3时，电路中电流是多少？
练习2.（08绍兴）生活在高原的人们常用高压锅煮食物，这是由于高原地区的大气压较___________。
以下是电压力锅和它的工作电路图，R1为工作时的加热电阻，标有额定功率为800W。
R2为保温保压电阻，且R2＝2R1，S1为压力开关，当压强达到设定值时S1会自动断开，S2为限时开关，可以设定加热时间。
求：
（1）当锅内气压为110千帕时，锅内气体对锅盖（400cm2）的压力多大?
（2）正常工作时，R1阻值多大?
（3）若用此电压力锅煮骨头汤，S2限时60分钟。
S1、S2同时闭合，工作30分钟后，S1达到限压值断开，S1闭合至限时结束。
此过程中共消耗多少电能?
题型三力电综合
例3.（2010南通）小明同学设计的“风力测试仪”在校科技节上备受师生们的青睐，“风力测试仪”的原理如图所示．电源电压6V，R0为保护电阻，AB为长20cm、阻值为50Ω的均匀电阻丝．OP为质量、电阻均不计的金属细杆，下端连接一个重为2N的球P．闭合开关S，无风时，OP下垂并与电阻丝的B端接触；
有风时，球P受风力的作用，使金属细杆OP绕悬挂点O偏转，当偏转到电阻丝的A端时，电流表示数为0.6A．已知悬挂点O与电阻丝B端的距离为10cm，金属细杆OP始终与电阻丝AB接触良好且无摩擦，求：
（1）R0的阻值；
（2）无风时电流表示数；
（3）在风力作用下，当金属细杆OP在图示位置静止时，作出F风的力臂，并求出该力的大小．
练习3.小陈所在的物理兴趣小组，利用所学知识设计了一个简易电子拉力计，图甲是其原理图．该装置中电流表的示数可以显示拉力的大小。
他们最初选用的主要器材及其规格是：
A．电池组（能够提供6V恒定不变的电压）
B．电流表（最程为0~0．6A）
C．定值电阻R0（电阻为l0Ω）
D．硬电阻丝R（长度为lcm．总电阻为50Ω，电阻随长度均匀变化；
滑片P与R接触良好且摩擦不计）
E．硬质弹簧（导电性能良好，电阻不计；
能承受的最大拉力是150N，当拉力小于150N时，其伸长量△l与所受拉力F的关系图线见图乙）
（1）该拉力计能够测量出的最大拉力是________N．
（2）为了增大拉力的测量范围，小陈他们又找来了如图丙所示的一个定滑轮、一个滑轮组和一个杠杆，另有绕线若干。
①小陈他们已安好定滑轮，请你再选用图丙中的滑轮组或杠杆在图丁的虚线框中进行适当的连接，并画出拉环的位置，使测力计拉力的测量范围变为原来的三倍（若需要文字说明，请写在图丁下方的空白处）。
⑦在你新设计的拉力计中，电流表表盘上0．3A处应标________N。
题型四能量问题
例4.（09贵阳）如图是一种建立在空间的太阳能电站向地球上固定区域供电的示意图。
在太阳能收集板上铺设太阳能电池，通过光电转换把太阳能转换成电能，再经微波转换器将电流转换成微波，并通过天线将电能以微波的形式向地面发送。
地面接收站通过天线把微波能还原成电能。
（1）如果太阳能电池的硅片能提供的电能为12kW/m2，巨大的太阳能收集板的总面积为5×
106m2，则太阳能电站的发电能力是多少kW？
（2）利用微波传输电能，实现了“无缆输电”。
输电效率可达80%，若微波输电采用的频率是2450MHz。
求微波的波长及地面接收站接收到的电能是多少kW？
练习4.小明在研究性学习活动中，查阅到一种热敏电阻的阻值随温度变化的规律如下表，并将该型号的热敏电阻应用于如图所示由“控制电路”和“工作电路”组成的恒温箱电路中。
“控制电路”由热敏电阻R1、电磁铁（线圈阻值R0=50
）、电源U1、开关等组成，当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合，右边工作电路则断开；
“工作电路”由工作电源U2（U2=10V）、发热电阻R2（R2=5
）、导线等组成。
问：
⑴工作电路工作时的电流多大？
电阻R2的发热功率为多大？
⑵若发热电阻R2需提供1.2×
104J的热量，则工作电路要工作多长时间（不计热量的损失）？
⑶若恒温箱的温度最高不得超过50℃，则控制电路的电源电压U1最小值为多大？
中考链接
1.（08云南）电动自行车既环保又节能，深受城市居民喜爱。
下表是小王同学的电动自行车的有关数据。
电动自行车自重m／㎏
电能转化为机械能的效率η
工作电压U／V
行驶速度v／（km·
h-1）
骑车人质量为50㎏时的平均阻力f／N
40
75％
36
≤36
20
小王质量为50kg，从学校匀速回到家用时20min，距离为5.4km。
根据相关信息求小明回家过程中：
（1）电动自行车速度大小
（2）电动自行车牵引力所做的功；
（3）电动自行车消耗的电能。
2.（07成都）（5分）某品牌电热水壶的铭牌上标着如下表所示的数据.请计算：
（1）该电热水壶的电阻；
（2）当电热水壶装满水后，从20℃加热到100℃，水吸收的热量；
（3）在额定电压下，要放出这些热量，电热水壶工作的时间.（不计热量损失）
（4）如果在用电高峰时间内用电热水壶烧水，电压只有200V左右，这时电热水壶发热时的功率大约是多大?
3.（07成都B卷）超高压水切割又称“水刀”，它是将普通水经过多级增压后，通过一个极细的喷嘴喷出一道高速"
水箭"
，对切割表面产生108～109Pa的压强.工业上常用来切割大理石、钢板等坚硬物体.下表是某高压水切割机技术参数：
提示：
①表中“排量2.7L/min”表示每分钟从喷嘴中喷出水2.7升.
②1MPa=106Pa,1L＝1×
10－3m3.
（1）“水刀”有纯水切割和加磨料切割（磨料为密度大于水的石英砂、金刚砂）两种.高速水流能切割坚硬物体是因为高速水流具有较大的（填一种能量名称），加入磨料后切割能力大大提高了，这是因为
（2）若不考虑水从喷嘴喷出后横截面积的变化，高压水流对切割面的压力为多大？
（3）高压水切割机的切割效率是多少？
4．如图所示，是红星中学九年级物理课外实践活动小组设计的风力测量仪的电路示意图。
其电源电压U=13.8V，电路保护电阻R=20Ω，均匀电组丝的阻值R2=30Ω，金属丝（电阻忽略不计）的上端固定在O点，下端系有一块塑料片，当风从右向左吹动塑料片时，金属丝向左摆动并与电阻丝保持良好的接触，风力表由电压表改装而成。
（1）无风时，塑料片竖直下垂，电压表示数是多少？
电路中的电流是多少？
（2）风力最强时，金属丝滑至电阻丝的最左端，电压表的示数是多少？
5．太阳能被称为21世纪能源，太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动的一种新型汽车。
一种太阳能实验车，车上的太阳能电池板的有效面积S=8m2，在晴朗的天气里，太阳光垂直照射到电池板每平方米面积上的辐射功率P=1kW，电池板产生的电压U=120V，对车上的电动机提供I=10A的电流，请解答：
（1）太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？
（2）若此辆车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，汽车在水平路面上匀速行驶时，牵引力为120N，则汽车行驶的速度是多大？
6．电动自行车以其轻便、经济、环保倍受消费者青睐，某型号电动自行车的主要技术参数
如下表所示，在某平直路段上，电动自行车以额定功率匀速行驶时，受到的平均阻力为40N。
若行驶速度为7m/s，电动自行车的效率多大（）
A、50%B、60%C、70%D、80%
7．为了配合今年“世界环境日”的主题活动，小明所在的课外活动兴趣小组对街上行驶的电动自行车和摩托车做了一个调查，下表中所列的是某品牌电动自行车和摩托车的部分技术参数：
（1）假设给电动自行车的蓄电池充电时，消耗的电能全部转化为蓄电池的化学能。
那么，电动自行车每行驶1km电动机平均做的有用功大约是多少？
当自行车以最高车速匀速行驶时，电动机的功率大约是多大？
（2）摩托车每行驶1km大约要消耗多少能量？
（3）与摩托车相比，电动自行车有哪些优势？
（说出一个方面）
电动自行车
摩托车
最高车速
≤20km/h
≤90km/h
一次充电耗电量
0.6kwh
一次加油量
10L
一次充电连续行驶里程
50km
一次加油连续行驶里程
400km
电动机效率
75%
发动机效率
30%
最大骑行噪声
≤62dB
行驶噪声
≥90dB
8．有一种测量人的体重的电子秤，其测量部分的原理如图中虚线框里的内容所示，它主要有四部分构成：
踏板和压力杠杆OAB（可绕O点转动）、定值电阻R0、压力传感器R（其电阻值会随所受压力大小发生变化，变化关如下表、显示质量大小的仪表V（实质是一个量程为0—3V的电压表）。
已知OB：
OA=1：
4，电源电源恒为3V，忽略踏板、杠杆及压杆的重力，g取10N/kg。
（1）当踏板空载时，电压表的示数为0.75V，求定值电阻R0的大小；
（2）当某同学站在踏板上时，电压表显示为1.2V，此时压力传感器R的阻值多大？
该同学体重是多少kg？
9.小丽同学在学完电学后，设计了一个保温箱电路，如图所示。
图中的A为温度传感器（达到设定温度时，它自动断开电路，低于设定温度时，自动接通电路。
它相当于开关），S为温度挡位设定开关。
小丽设定了40℃、50℃、60℃三个挡，加热功率分别为45W、72W、90W。
电源电压是36V，R1、R2、R3都是发热体。
（1）当S拨至位置1时，对应的加热功率是多少？
R1的阻值是多少？
（2）当S拨至位置3时，电路中的电流是多少？
（3）当S拨于位置2时，请你列出与此时电路有关的两个未知的物理量并解答。
10．右图的图a、图b中电源电压恒定，数值为E。
电路中滑动变阻器总电阻为R，图中的定值电阻阻值也为R。
求两电路里滑片P从a向b滑动过程中电流表中的最小电流值。
11.（济宁中考）实验活动小组的同学为使某植物在寒冷的季节快速生长，制作了一台如图所示的恒温箱，按设计要求，箱内需要安装一个发热体，该发热体用36V的电源供电，发热功率为320W。
（1）现有三种直径为0.5mm的金属丝材料，有关数据和情况如下表所示：
你认为选择哪一种材料烧制发热体较合适，写出理由和有关的计算过程。
（2）用所选材料制成发热体后，接在36V的电源上进行通电试验，测得发热体的功率为405W。
为使其功率达到设计要求的功率，在不改变发热体及电源电压的情况下，需要在箱外接一个电阻，这个电阻应该怎样连接？
求出该电阻的阻值。
挑战自我：
13、如右图所示。
电源电压是24V，电热器L2的阻值是20Ω，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为20V。
（1）电热器L2在20min内产生的热量是多少？
（2）这些热量可使0.5kg90℃的热水加热到多少℃？
（标准大气压下）
14、如图所示电路，电源电压和定值电阻RX都未知，R1是调节
范围足够大的电阻箱，R2和R3的电阻值分别是3R和6R，闭合开关S后，当电阻箱电阻值调节为
时电流表读数为I0，当电阻箱电阻值再调节为6R时电流表读数为0.75I0。
⑴计算电阻箱电阻值调节为R时R3的电功率；
⑵电源电压和定值电阻Rx的阻值；
⑶如果在电路中A、B两点间接入一个电压表，不断改变电阻箱的阻值，将会得到一系列电压表和电流表的读数，请在乙图的坐标系U—I中定性地画出电压表和电流表的读数所反映的图线。
15、将标有“2.5V0.5W”和“1.5V0.5W”的两只小灯泡并联后接在甲电路中，发现有一只灯较暗，另一只灯正常发光。
然后将它们改成串联后接在乙电路中，也发现有一只灯较暗，另一只灯发光正常。
求前后两次它们消耗的总功率之比。
16、如右图所示，电源电压6V不变，滑动变阻器R1的最大阻值是20Ω.当S断开，把滑片移至b端时，电流表示数是0.2A；
当S闭合，把滑片移至a端时，灯恰能正常发光，电流表示数为1A.
（1）R2的阻值。
（2）灯L的额定功率。
17.右图中，电阻R1与R3相等，电阻R2与R4相等。
现有一个两端电压为10V的电源，当把该电源接在A、B两个接线端时，电压表的示数为7.5V，电阻R1，两端的电压为U1。
当把该电源接在C、D两个接线端时，电压表的示数为5V，电阻R2两端的电压为U2。
则下列选项正确的是（）
A.U1:
U2=1:
2B.R1:
R5=1:
3
C.R2:
2D.R1:
R2=1:
3
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