力电热综合计算题

中考综合计算题

4.图l0是测量高于湖水警戒水位装置的原理图。长方柱形绝缘容器A 内部左右两面插有竖直薄金属板并与电路连接，底部有一小孔与湖水相通，且容器底面与警戒水位相平(薄金属板电阻不计)，已知电源电压恒为6V ，小灯泡标有“2V 2W ”字样(灯丝电阻不变)。两金属板间的湖水电阻R 与x 的关系如图11所示(x 为容器内水柱高度h 的倒数)。求： (1)小灯泡的额定电流及电阻。(3分)

(2)湖水水位高于警戒水位多少米时，灯泡正常工作。(3分) (3)当超过警戒水位0.6m 时灯泡的实际功率。(4分)

3．地铁可以缓解城市公交运输压力，某学校综合实践活动小组的同学们收集到地铁机车和公交汽车

在某段运行区间内的相关数据如下：

××型号 地铁机车 地铁电力机车

功率106W 平均速度60 km ／h 牵引力5×104 N 额定载客量500人

××型号 公交汽车

燃油热值

4x107

J ／kg

平均速度15 km ／h 牵引力3000 N

额定载客量40人

（1）甲、乙两地铁站相距1.8 km ，地铁运行需要多长时间？消耗多少电能？

（2）公交汽车每千米消耗燃油0.3kg ，行驶1.8 km 路程所消耗的燃油完全燃烧放出多少热量？公

交汽车的效率是多少？

（3）根据题中获得的信息，从物理学角度谈一谈地铁作为交通工具的优点．（写出两条即可） 【2009，哈尔滨 难度中等

1．（力电综合）某班科技小组的同学设计了一种简易的电子拉力计，图甲是其原理图．放在水平地

面上的物体A 通过硬质弹簧与拉环相连。弹簧上端和金属滑片P 固定在一起（弹簧的电阻不计，P 与R 2接触良好且不计摩擦）．已知物体A 的质量为100kg ，定值电阻R 1 = 6 ?，R 2 是一根长为6cm 的均匀电阻线（阻值与其长度成正比），其最大阻值为24?，电源电压为6V ，电流表的

量程为0~06A．当不拉拉环是时，金属滑片P刚好处于a端．已知该弹簧伸长的长度△l与所受竖直向上的拉力F间的关系如图乙所示，问：

（1）要把电流表的表盘改为拉力计的表盘，则拉力计表盘的零刻度应标在电流表表盘的何处？

（2）闭合开关，当电流表示数为0.6A时，R2接入电路中的电阻为多少？

（3）在保证电路安全的条件下，物块A对地面的压力范围是多少？（取g=10N/kg）

2．（力电热综合）社会发展到今天，能源危机开始困扰人类. 人们正在寻找各种可能的未来能源，以维持人类社会的持续发展.热核聚变是在上亿摄氏度的高温条件下利用氢的同位素氘、氘在可控情况下发生的核聚变. 聚变反应中释放出来的核能提供大量的热量，就像造出一个“人造太阳”.

反应后的生成物是无放射性污染的氦.预期于2010年建成的实验反应堆，可以在16min产生

1.44×1012J的热量. 据媒体报道：1L海水提取的氢的同位素，在完全聚变反应中释放的能量，

相当于300 L汽油完全燃烧所释放的热量. 请根据所提供的数据进行计算，并回答以下问题：

（1）若汽油的密度约为0.7×10

3kg/m3，300L汽油的质量是多少？（1L=1×10-3m3）

（2）若汽油的热值为4.6×10

7J/kg，300L汽油完全燃烧能释放多少热量？

（3）从1.49×102L海水中提取氢的同位素，在发生聚变时可以产生1.44×1012J的热量，

若这些热量转化为电能的效率为50%，则它可以供给一台功率是200W的电视机正

常工作多少小时？

（4）你知道吗？在安徽省合肥市科学岛上也有一台“人造太阳”. 这个名为托卡马克的装置就要点火实验了. 阅读了上述材料和数据后，你一定会有很多感受，谈谈你对“人造太阳”的认识.

3．（力电热综合）小明家新安装了一台太阳能热水器，晴天用太阳能集热，阴雨天可用电辅助加热，其铭牌相关数据如下表：

水箱容积0.1 m3额定电压220 V

集热管采光面积1.5 rn2 额定功率l 500 W

(1)小明查阅资料得知，当地晴天平均1m2采光面在1 h内接收的太阳能为2．1×106 J。

则晴天时，每天日照时间按8 h计算，热水器一天中接收的太阳能是多少?若这些太阳能全部被水吸收，可使满箱水的温度升高多少?[c水=4．2×108 J／(kg·℃)]

(2)阴天时，为使满箱水升高的温度与晴天相同，水吸收的热量50％由电辅助提供，则需电辅助正常加热多长时间?(不计热量损失)

(3)请说出利用太阳能的一个优点。

4．（力电热综合）2011年3月26日晚8:00—9:00，岳阳与世界众多城市一起参与了“地球一小时”活动。活动倡议熄灭不必要的灯光，切断电视、电脑等电器电源，小明在活动宣传中了解到：只要电源插头没有拔掉，在待机状态下，每台电脑的功率为5.8W，每台电视机的功率为8.2W。

（1）小明所在小区有100台电脑和100台电视机，若再活动中均由原来的待机状态改为切断电源1小时，此举一共可节约电能多少焦耳。

（2）节约电能完全被水吸收，能使多少千克20℃的水升高到60℃？【c水=4.2×103J/(kg?℃)】

（3）标有“220V1000W”的电热水器正常工作，将与（2）问中质量相同的水升高相同的温度，需要100min，该电热器的效率是多少？若用电高峰期，若此电热器的实际电压仅为200V，它的实际功率为多大?（电热器的电阻恒定，结果只保留一位小数）

5、（力热综合）一辆汽车以90km/h的速度在一段平直的高速公路上匀速行驶了4.5km,此时汽车的功率为60kw。求：

（1）汽车通过该路段的时间是多少；

（2）汽车在该路段行驶时牵引力做的功是多少；

（３）该车汽油箱的有效容积是６0L，ρ汽油=0.71×103kg/m3，该汽油箱能装多少千克的汽油；

（4）行驶的汽车对环境产生哪些污染（至少写一条）。

6、（力电综合）图17甲是一种电子秤的原理示意图。图中R是压力传感器（电阻会随所受压力大小发生变化的可变电阻），重量不同的物体放在托盘里，通过压杆对R施加的压力不同，R的阻值和电

压表的读数就发生对应改变，电压表的读数就可表示出物体的重量大小。已知电阻R0=60Ω,R的阻值随所受压力变化的图像如图乙所示，R表面能承受的最大压强为2×106P a，压杆与R的接触面积是

2cm2，如托盘和压杆的质量可以忽略不计，电源电压9V恒定不变，取g=10N/kg求：

（1）压力传感器R能承受的最大压力是多大；

（2）当电压表的示数为3V时，托盘中所放物体的质量是多少；

（3）空载和满载（R受最大压力时）两种情形R0所消耗的电功率之比。

7.（力电热综合）下表为某饮水机铭牌的部分参数，其内部简化电路如图所示，当S闭合，S1断开时，

饮水机处于保温状态，当S、S1同时闭合时，饮水机处于加热状态，求：（c水=4.2×103J/(kg·℃）（1）饮水机保温状态下正常工作时的电流？

（2）饮水机保温50mi n消耗的电能？

（3）若不计热损耗，该饮水机将2L的水从30℃加热到90℃，需要多长时间？

额定电压220V

额定功率21世纪教育网加热1000W[来

源:21世纪教育网]

保温44W

热水器的容量2L Array

8．（力电综合）有一种测量人的体重和身高的电子秤，其测体重部分的原理如图中的虚线框所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO，压力传感器R（电阻值会随所受压力大小发生变化的可

变电阻），显示体重大小的仪表A（实质是电流表）。其中AO：BO＝5：1，压力传感器R表面能承受

的最大压强为2×106Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示。

压力F/N050100150200250300…

电阻R/Ω300270240210180150120…

设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8V。请回

答：

（1）踏板空载时，电流表读数是多少mA？（2）若压杆与压力传感器之间的接触面积是2×10－4m2，

则该秤的最大称量值是多少？

（3）为了把电流表A 的表盘改装成电子秤表盘，我们需要确定踏板上人的体重G 与电流表的示数I 的关系。请你写出这个关系式

9．（力电热综合）母亲节那天，小星的爸爸在超市买了一台豆浆机，外型如图所示．小星仔细观察

了豆浆机的构造、铭牌和豆浆机的使用说明书．决定亲手制作一杯鲜豆浆送给妈妈作为母亲节的礼物．小星按说明书的步骤向豆浆机杯中加入清水l420g ，用小量杯取了80g 干黄豆倒入，接上电源，选择“干豆”豆浆制作程序，按下“开始”键，豆浆机开始工作．小星仔细观察杯中发生的现象，很快看到电加热管上有小气泡产生，一会儿电动机带动打浆刀迅速旋转搅拌了几次，又过一会儿，发现沉在杯底的黄豆“长”大了，大部分陆续上浮至水面，一段时间后，水开始沸腾起来，打浆刀在电动机的驱动下高速旋转，整杯水的颜色变黄了，电加热管和电动机间断式地工作着……大约20分钟后，几杯鲜豆浆制作完成了． 请你帮小星解决以下一些物理问题：

(1)机座底部安装有三个小橡皮碗，相当于吸盘” 可以防止豆浆机在打浆时位置发生移动，“吸盘”’ 是利用 起固定作用。 (2)为什么黄豆会上浮呢?其原因是 ． (3)豆浆机的机头主要由一个电加热管(电热丝) 和一个电动机带动的打浆刀构成．制作豆浆的过 程是先加热，再打浆，再加热煮熟，即加热和打浆 是交替进行的．由此可知，豆浆机中的电动机和电 加热管的连接方式是 ．

(4)豆浆机铭牌上的部分参数如右表，豆浆机在额 定电压下打浆时，通过电动机的电流是多大?

(5)大豆和清水的初温为20℃，豆浆机在额定电压下工作，当电加热管加热的总时间约为10min 时，豆浆沸腾，测其温度为l00℃，豆浆的比热容大约为4.0×103J/（kg ·℃）.求豆浆机电加热管的加热效率是多少?

(6)豆浆打好后，戴眼镜的小星打开豆浆机，往里一看，镜片却变模糊了，请你解释其中的原因．

额定电压 220V 频率

50Hz 电动机额定功率： 220W 电加热管额定功率

1000W

10．（电热综合）小明到商场去买电热水壶，当售货员拿出一个电热水壶后，小明却看不懂铭牌上所提供的参数。请你帮助他分析铭牌上的参数（如图所示），并回答以下问题：

（1）电热水壶正常工作时电流多大？ （2）电热水壶正常工作时的电阻是多大？

（3）该电热水壶正常工作10分钟产生多少焦耳热量？

11. （电热综合）如图17所示是一种新型炊具电磁炉，它具有加热快、效率高、节能环保、使用方便等优点。图18是该电磁炉的铭牌。（1）该电磁炉正常工作7分钟消耗的电能是多少?

(2)若正常工作7分钟消耗的电能有80%被质量为2kg 、初温为25℃的水吸收，则水吸收的热量为多少？在标准大气压下，水最终的温度为多少?[水的比热是4.2×103J/(kg ·℃)]

12. （电热综合）小明家电能表表盘如图所示，表格中列出了他家主要用电器的相关参数。请根据图表信息解答下列问题：

用电器

节能灯6盏 电视机 电风扇 电热水壶 额定电压

220V

220V

220V

220V

图17

图18

额定功率 每盏20W 150W 80W 1000W

⑴小明家的这些用电器的连接方式应是 联（选填 “串”或“并”）；

⑵电热水壶正常工作，将2kg 水从20℃加热到100℃， 用时800s ，求电热水壶的热效率；

⑶在用电高峰期，如果将其它用电器都关闭，只让电风扇工作，小明发现电能表转盘在5min 内转了9圈，求电风扇的实际功率。

13．（力电热综合）随着经济水平的不断提高，小汽车越来越多地走进了我市普通家庭。下表为

小军家小汽车的相关数据：

（1）汽车发动机是汽油机，从能源可否再生角度来看，汽油是 能源；发动机工作

时， 冲程将内能转化为机械能。

（2）汽车上的散热器用水作为冷却剂，这是利用了水的 较大的性质，当水箱装满水，水温升

高20℃时，需要吸收的热量为 J 。（c 水=4.2×103J /（kg ℃）） （3）该车静止在水平地面上时，对地面的压强为 Pa 。（g =10N /kg ）

（4）汽车启动时，需将钥匙插入钥匙孔内并旋转（相当于闭合开关），请你用笔画线代替导线

将轿车的启动原理图15连接完整。

（5）假若该车在水平路面上以40 kW 的功率匀速行驶10min ，消耗汽油1.5 kg ，求小汽

车发动机的效率。（q 汽油=4.6×107J /kg ）

14．（力电综合）某型号油量表工作原理如图16甲所示，电源电压为24V ，R 0为定值电阻，

总质量：1600kg

额定功率：100kW 车轮与地面的总接触面积：8.0×10-2m 2

水箱容量：5L

钥匙孔

●

●

图15

为油量表（实际上是量程为0—0.6A 的电流表），R 1为压敏电阻，其阻值随所受压力F

变化的图象如图16乙所示，它的上表面面积为0.01m 2 。油箱是长方体，装满油时深度h 为0.4m 。

（1）由乙图可知：压敏电阻R 1随压力F 的增大而 ，当油箱中的汽油用完时，R 1的电

阻为 Ω。

（2）油箱装满汽油时压敏电阻上表面受到的压强和压力分别为多大？（g =10N /kg ，

ρ汽油 =0.7×103 kg /m 3）

（3）油箱装满汽油时，油量表示数为最大值（即电流表满偏），求R 0的阻值。

（4）当油箱中的汽油用完时，电路中的电流为多少？

15．（力电热综合）投入使用才l7年的长沙浏阳河大桥由于严重损坏于今年年初被拆除重建。导致大桥损坏的一个重要原因是过往车辆严重超载。新桥建设现已开始，为了能抓拍超载车辆，小明及其物理兴趣小组成员决定为大桥管理者设计一个“汽车超载记录器”来进行监控管理。

如图甲为该超载记录器原理图。R x 为压敏电阻，当车辆驶入被监测路段时，其阻值随它受到的压力变化而变化，变化关系如图乙所示。当电压表示数达到或超过4V 时，继电器的衔铁被吸下，工作电路中的照相机就开始工作，抓拍超载车辆。已知电源电压U=10V ，电压表量程为O ～5V ，线圈电阻R 0=5Ω，保护电阻R 1=lO Ω，问：(取g=10N ／kg) （学科网精校）

甲

图16

乙

A

(1)若某车的质量为15t，静止时轮胎与路面接触的总面积为0.3m2，则静止时该车对路面的压强为多少?

(2)第(1)问中该车辆过桥时，电压表的示数是多少?

(3)该记录器所能记录的过桥车辆的最大质量是多少?

16．（电热综合）电压力锅集高压锅和电饭锅于一体，既安全又节能，“美的”牌某型号电压力锅铭牌如下表所示。其工作原理如图25所示，A为密闭锅体，R1、R2分别是主加热器和保温加热器，L是用来指示电压力锅保温状态的发光二极管（电阻忽略不计），S1为电源开关。闭合开关S1后，电路通过R1对电压力锅加热，当锅内水温达到105℃时，锅体向下移动，压力开关S2与触点a断开，与b点接通，电路通过R2对电压力锅保温。求：

（1）电压力锅正常加热工作时，通过加热电阻R1的电流是多大？

（2）电压力锅进入保温状态时，家庭电路电压发生变化降为198V，

此时保温电阻R2消耗的实际电功率是多大？

（3）用该电压力锅对2 kg、20℃的水正常加热到69.5℃，电压力锅

加热的时间是多少？已知消耗的电能有90%被用来给水加热。【水的比热

容c＝4.2×103J/（kg·℃）】

美的电压力锅

额定电压220V

额定功率加热

1100W 保温20W

电源频率50Hz

17．（力电热综合）随着科技的发展，人们常用空气源热水器来冲凉洗澡，如图是“美的”空气源热水器。空气源热水器内有一种吸热介质——冷媒。“冷媒”作为空气源热水器热的“搬运工”，能把外界的热搬到空气源热水器的内部。液态的冷媒温度低于零下20℃，与外界存在着温差，因此，冷媒可吸收外界空气的热能，在蒸发器内部转化为气态①，然后通过空气源热水器中压缩机的工作，使气态冷媒的温度升高，温度较高的冷媒通过冷凝器时从气态转化为液态②，同时释放出大量的热量，被水箱中储备水吸收，使水温升高，从而达到制热水的目的。空气源热水器所消耗的电能仅是带动压缩机工作，由于大量空气中的热能进入系统，所以它得到的能量是压缩机消耗电能的3倍以上。技术参数表如下表：

（1）试写出文中划线部分的两个物态变化的名称：①②。

（2）空气源热水器中水的内能增加是能量的（填“转移”或“转化”）。

图25

（3）某家庭每天需要用60℃热水200 kg，若水的初温是10℃，则水吸收的热量为多少焦耳？（水的比热容c =4.2×103J/( kg.℃)）

（4）该家庭使用空气源热水器提供热水，若空气源热水器得到的能量是压缩机消耗的电能的3倍，则每天需要消耗的电能是多少千瓦时？（保留小数点后一位）

（5）分析该技术参数表，可知该空气源热水器正常工作时的电流为多少？

美的空气源热水器技术参数表

名称美的空气源热水器

型号RSJF-32/R-A

总输入功率880W

热水产量60L/H

电源规格220V-50Hz