力电综合应用题
力电综合应用题复习精要力电综合应用题既与运动学、动力学、功和能、动量等力学知识联系紧密，又与带电粒子在电场、磁场中的运动联系紧密，既要用到力学规律，又要用到电磁感应和带电粒子在电磁场中的运动规律，这类题目涉及的物理情景丰富，综合性强，难度大，很适合对能力的考查，为高考命题提供了丰富的情景与素材，为体现知识的综合与灵活应用提供了广阔的平台，是高考命题热点之一，且多数为压轴大计算题。
力电综合应用题中，若空间中同时同区域存在重力场、电场、磁场，则粒子的受力情况比较复杂；若不同时不同区域存在，则使粒子的运动情况或过程比较复杂，相应的运动情景及能量转化更加复杂化，将力学、电磁学知识的转化应用推向高潮。
对综合性强、过程较为复杂的题，一般采用“分段”处理，所谓的“分段”处理，就是根据问题的需要和研究对象的不同，将问题涉及的物理过程，按照时间和空间的发展顺序，合理地分解为几个彼此相对独立、又相互联系的阶段，再根据各个阶段遵从的物理规律逐个建立方程，最后通过各阶段的联系量综合起来解决，从而使问题化整为零，各个击破。
006江苏省南通市08届第一次基础调研测试16．（14分）如图所示，MN 是一固定在水平地面上足够长的绝缘平板（右侧有挡板），整个空间有平行于平板向左、场强为E 的匀强电场，在板上C 点的右侧有一个垂直于纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场，一个质量为m 、带电量为-q 的小物块，从C 点由静止开始向右先做加速运动再做匀速运动．当物体碰到右端挡板后被弹回，若在碰撞瞬间撤去电场，小物块返回时在磁场中恰做匀速运动，已知平板NC 部分的长度为L（1）小物块向右运动过程中克服摩擦力做的功；（2）小物块与右端挡板碰撞过程损失的机械能；（3）最终小物块停在绝缘平板上的位置． 解：（1）设小物块向右匀速运动时的速度大小为v 1 01=+-)B qv mg (qE μ①（1分）设小物块在向右运动过程中克服摩擦力做的功为W ，由动能定理有02121-=-mv W qEL ②（2分）由①②式解得 qBmgqE v μμ-=1 ③22222B q )mg qE (m qEL W μμ--=④（2分）（2）设小物块返回时在磁场中匀速运动的速度大小为v 2，与右端挡板碰撞过程损失的机械能为E ∆，则有 02=-mg B qv⑤（2分）22212121mv mv E -=∆ ⑥（1分）由③⑤⑥式解得 22223222B q g m )mg qE (m E μμμ--=∆⑦（2分）（3）设最终小物块停止的位置在板上C 点左侧x 距离处，由能量守恒定律有mgx mv μ=2221 ⑧（2分）由⑤⑧式解得 2222B q gm x μ=⑨（2分）gk012.2008年高考理综宁夏卷24、（17分）如图所示，在xOy 平面的第一象限有一匀强电场，电场的方向平行于y 轴向下；在x 轴和第四象限的射线OC 之间有一匀强磁场，磁感应强度的大小为B ，方向垂直于纸面向外．有一质量为m ，带有电荷量+q 的质点由电场左侧平行于x 轴射入电场．质点到达x 轴上A 点时，速度方向与x 轴的夹角为φ，A 点与原点O 的距离为d ．接着，质点进入磁场，并垂直于OC 飞离磁场．不计重力影响．若OC 与x 轴的夹角为φ，求：⑴粒子在磁场中运动速度的大小； ⑵匀强电场的场强大小．解： (1)质点在磁场中的轨迹为一圆弧。
由于质点飞离磁场时，速度垂直于OC ，故圆弧的圆心在OC 上。
依题意，质点轨迹与x 轴的交点为A ，过A 点作与A 点的速度方向垂直的直线，与OC 交于O ＇。
由几何关系知，AO ＇垂直于OC ＇，O ＇是圆弧的圆心。
设圆弧的半径为R ，则有ϕsin d R = ①由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得Rv m q v B2= ② 将①式代入②式，解得：ϕsin m qBdv =③⑵质点在电场中的运动为类平抛运动．设质点射入电场的速度为v 0，在电场中的加速度为a ，运动时间为t ，则有 ϕc o sv v =0④at sin v =ϕ⑤d ＝v 0t ⑥联立④⑤⑥解得：d cos sin v a ϕϕ2=⑦设电场强度的大小为E ，由牛顿第二定律得qE ＝ma ⑧联立③⑦⑧解得： ϕϕcos sin mdqB E 32= ⑨ 这道试题考查了带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动的半径公式，通常这类试题要求掌握如何定圆心、确定半径，能画出轨迹图。
利用圆的几何知识和向心力公式解决相关问题。
008.07-08学年度唐山市重点中学模拟试卷三11．（13分）如图所示，一个质量为m =2.0×10-11kg ，电荷量q = +1.0×10-5C 的带电微粒（重力忽略不计），从静止开始经U 1=100V 电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中。
金属板长L =20cm ，两板间距310=d cm 。
求：（1）微粒进入偏转电场时的速度v 0是多大？（2）若微粒射出偏转电场时的偏转角为θ=30°，并接着进入一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场区，则两金属板间的电压U 2是多大？ （3）若该匀强磁场的宽度为310=D cm ，为使微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度B 至少多大？解：带电粒子经过三个物理过程，加速场中匀加速直线运动，偏转场中类平抛运动，匀强磁场中匀速圆周运动。
在确定圆周运动时要注意临界轨迹和临界半径以及圆心位置的确定。
（1）由动能定理得 20121mv qU =（1分） 得v 0=1.0×104m/s（2）微粒在偏转电场中做类平抛运动，L=v 0t ， mdqU a 2=，at v y = （2分）飞出电场时，速度偏转角的正切为312120===d U L U v v tan y θ （2分） 解得 U 2=100V （1分） （3）进入磁场时微粒的速度是 θcos v v 0=（2分） 轨迹如图，由几何关系得，轨道半径 32Dr =（2分） 由洛伦兹力充当向心力：rmv Bqv 2=得Bq mv r = （2分）解得B ＝0.20T （1分）所以，为使微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度B 至少为0.20T 。
034.徐州市07—08学年度第一次质量检测18．（13分）如图所示，粒子源S 可以不断地产生质量为m 、电荷量为+q 的粒子(重力不计)．粒子从O 1孔漂进(初速不计)一个水平方向的加速电场，再经小孔O 2进入相互正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场强度大小为E ，磁感应强度大小为B 1，方向如图．虚线PQ 、MN 之间存在着水平向右的匀强磁场，磁感应强度大小为B 2(图中未画出)．有一块折成直角的硬质塑料板abc (不带电，宽度很窄，厚度不计)放置在PQ 、MN 之间(截面图如图)，a 、c 两点恰在分别位于PQ 、MN 上，ab =bc =L ，α= 45°．现使粒子能沿图中虚线O 2O 3进入PQ 、MN 之间的区域． (1) 求加速电压U 1．(2)假设粒子与硬质塑料板相碰后，速度大小不变，方向变化遵守光的反射定律．粒子在PQ 、MN 之间的区域中运动的时间和路程分别是多少？解：（1）粒子源发出的粒子，进入加速电场被加速，速度为v 0，根据能的转化和守恒定律得：20121mv qU =（2分） 要使粒子能沿图中虚线O 2O 3进入PQ 、MN 之间的区域， 则粒子所受到向上的洛伦兹力与向下的电场力大小相等， B qv qE 0= 得到10B Ev =（2分） 将②式代入①式，得21212qB mE U ＝（1分）（2）粒子从O 3以速度v 0进入PQ 、MN 之间的区域，先做匀速直线运动，打到ab 板上，以大小为v 0的速度垂直于磁场方向运动．粒子将以半径R 在垂直于磁场的平面内作匀速圆周运动，转动一周后打到ab 板的下部．由于不计板的厚度，所以质子从第一次打到ab 板到第二次打到ab 板后运动的时间为粒子在磁场运动一周的时间，即一个周期T ．由R mv qvB 202=和运动学公式02v R T π=，得22qB m T π= （2分）粒子在磁场中共碰到2块板，做圆周运动所需的时间为T t 21= （2分）粒子进入磁场中，在v 0方向的总位移s =2L sin45°，时间为02v st = （2分）则t =t 1+t 2=EL B qB m 1224+π （2分）004.南京师大物理之友电学综合(二) 21、如图所示，坐标系xOy 在竖直平面内，水平轨道AB 和斜面BC 均光滑且绝缘，AB 和BC 的长度均为L ，斜面BC 与水平地面间的夹角θ=600 ，有一质量为m 、电量为+q 的带电小球（可看成质点）被放在A 点。
已知在第一象限分布着S互相垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上，场强大小qmg E =2，磁场为水平方向（图中垂直纸面向外），磁感应强度大小为B ；在第二象限分布着沿x 轴正向的水平匀强电场，场强大小mqLB E 621=。
现将放在A 点的带电小球由静止释放，则小球需经多少时间才能落到地面（小球所带的电量不变）？解：设带电小球运动到B 点时速度为v B 则由功能关系：2121Bmv qL E =解得：m BLq v B 33= ① 设带电小球从A 点运动到B 点用时为t 1，则由动量定理：qB mt mv qt E B 32:111==解得②当带电小球进入第二象限后所受电场力为mgq E F ==2电③所以带电小球做匀速圆周运动：Rv m Bqv BB 2= ④则带电小球做匀速圆周运动的半径 L qB mv R B 33==⑤ 则其圆周运动的圆心为如图所示的O '点，L cos BC OC ,L R BO O O ,L cos BC BO 2160632330=⋅==-='=⋅= 假设小球直接落在水平面上的C '点，则OC L O O R C O =='-='21)(22 C C 与'∴重合，小球正好打在C 点。
120='∠C O B所以带电小球从B 点运动到C 点运动时间 qBm T t 32312π==⑥DCxC所以小球从A 点出发到落地的过程中所用时间.323221qBm qB m t t t π+=+= ⑦ 036.江苏泰州市07～08学年度第二学期期初联考17．(本题15分)如图所示，水平细杆MN 、CD ，长度均为L 。
两杆间距离为h ，M 、C 两端与半圆形细杆相连，半圆形细杆与MN 、CD 在同一竖直平面内，且MN 、CD 恰为半圆弧在M 、C 两点处的切线。
质量为m 的带正电的小球P ，电荷量为q ，穿在细杆上，已知小球P 与两水平细杆间的动摩擦因数为μ，小球P 与半圆形细杆之间的摩擦不计，小球P 与细杆之间相互绝缘。
供配电练习题
供配电练习题一、选择题1. 以下哪种材料适合作为导线的绝缘材料？A. 聚乙烯B. 铝C. 铜D. 钢2. 下列哪种设备用于将电流从高压输电线路转换为低压供电线路？A. 隔离变压器B. 高压开关C. 低压开关D. 高压电容器3. 以下哪种类型的电气设备用于将交流电转换为直流电？A. 电源逆变器B. 发电机C. 变压器D. 开关4. 铜导线比铝导线更适合用于输电系统，原因是：A. 铜导线比铝导线价格更便宜B. 铜导线比铝导线更轻C. 铜导线比铝导线更耐腐蚀D. 铜导线比铝导线具有更低的电阻5. 以下哪种材料不适合作为电线的绝缘材料？A. 橡胶B. 聚氯乙烯C. 纸D. 云母二、填空题1. 低压配电系统通常使用的标准电压为_____伏。
2. 电缆绝缘材料常见的有橡胶、聚乙烯和_____。
3. 高压线路通常使用的电力变压器为_____变压器。
4. 阻止电流流动的器件称为_____。
5. 开关用于控制电路中的______。
三、计算题1. 一根电阻为10欧的导线上通过5安的电流，求导线上的电压。
2. 一台电动机的额定功率为10千瓦，额定电压为220伏，求电动机的额定电流。
3. 一块电容器的电容为20微法，电压为100伏，求电容器所存储的电荷量。
4. 一台电视机的输入功率为200瓦，电压为220伏，求电视机的电流。
5. 一台电功率因素为0.8的电动机，额定功率为5千瓦，额定电压为380伏，求电动机的额定电流。
四、判断题1. 交流电和直流电可以通过变压器互相转换。
A. 是B. 否2. 低压电力系统中，将电能从输电线路转换为供电线路需要使用变压器。
A. 是B. 否3. 铝导线比铜导线更适合用于输电系统，因为铝导线具有更低的电阻。
A. 是B. 否4. 电流是带电粒子在电路中的移动。
A. 是B. 否5. 电压是推动电流流动的力量。
A. 是B. 否五、应用题某建筑物的低压配电系统需要供应三条电路，分别为照明电路、空调电路和插座电路。
初中物理专题八综合应用专题
个性化教学辅导教案请从上节课习题中节选题目进行测试1.（9分，2017河南中考20题，较易）如图所示，工人用斜面向上、大小为500N 的推力，将重800N 的货物从A 点匀速推至B 点；再用100N 的水平推力使其沿水平台面匀速运动5s ，到达C 点．已知AB 长3m ，BC 长1.2m ，距地面高1.5m ．试问： （1）利用斜面搬运货物主要是为了 ； （2）货物在水平面上运动的速度为多少？ （3）水平推力做功的功率为多少？ （4）斜面的机械效率为多少？2．（9分,2017河南中考21题，一般）小丽设计了一个防踩踏模拟报警装置，工作原理如图甲所示．ABO 为一水平杠杆，O 为支点，OA ：OB=5：1，当水平踏板所受压力增大，电压表示数达到6V 时，报警器R 0开始发出报警信号．已知电路中电源电压为8V ，R0的阻值恒为15Ω，压力传感器R固定放置，其阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示，踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计．试问：（1）由图乙可知，压力传感器R的阻值随压力F的增大而；（2）当踏板空载时，闭合开关，电压表的示数为多少？（3）当报警器开始报警时，踏板设定的最大压力值为多少？（4）若电源电压略有降低，为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警，刚踏板触电B应向（选填“左”或“右”）移动，并简要说明理由．专题概述：综合应用计算题常考知识点：电学计算(包括电流、电压、电阻、电功、电功率等)；密度知识的应用；压强和浮力；功和机械效率；热量等方面。
试题特点：信息量较大，通常以文字、图表、图象等多种方式给出条件。
解题指南：(1)仔细审题，抓关键字词、关键条件，并做好恰当标记，避免遗忘和重复不必要的阅读。
(2)分析时可用草稿纸，在上面理清思路，确定解题的步骤。
(3)解答过程书写要规范：字迹清晰，公式正确，符号使用恰当，有必要的文字说明和主要解题步骤，呈现出的解题过程思路清晰。
类型1 力学综合应用力学综合计算题考查的主要内容有质量、密度、速度、压强、浮力、功、功率、简单机械和机械效率等知识的综合计算问题。
高考物理动能定理的综合应用题20套(带答案)含解析(1)
高考物理动能定理的综合应用题20套(带答案)含解析(1)一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用1．如图所示，半径为R ＝1 m ，内径很小的粗糙半圆管竖直放置，一直径略小于半圆管内径、质量为m ＝1 kg 的小球，在水平恒力F ＝25017N 的作用下由静止沿光滑水平面从A 点运动到B 点，A 、B 间的距离x ＝175m ，当小球运动到B 点时撤去外力F ，小球经半圆管道运动到最高点C ，此时球对外轨的压力F N ＝2.6mg ，然后垂直打在倾角为θ＝45°的斜面上(g ＝10 m/s 2)．求：(1)小球在B 点时的速度的大小； (2)小球在C 点时的速度的大小；(3)小球由B 到C 的过程中克服摩擦力做的功； (4)D 点距地面的高度．【答案】(1)10 m/s (2)6 m/s (3)12 J (4)0.2 m 【解析】 【分析】对AB 段，运用动能定理求小球在B 点的速度的大小；小球在C 点时，由重力和轨道对球的压力的合力提供向心力，由牛顿第二定律求小球在C 点的速度的大小；小球由B 到C 的过程，运用动能定理求克服摩擦力做的功；小球离开C 点后做平抛运动，由平抛运动的规律和几何知识结合求D 点距地面的高度． 【详解】(1)小球从A 到B 过程，由动能定理得：212B Fx mv = 解得：v B ＝10 m/s(2)在C 点，由牛顿第二定律得mg ＋F N ＝2c v m R又据题有：F N ＝2.6mg 解得：v C ＝6 m/s.(3)由B 到C 的过程，由动能定理得：－mg ·2R －W f ＝221122c B mv mv - 解得克服摩擦力做的功：W f ＝12 J(4)设小球从C 点到打在斜面上经历的时间为t ，D 点距地面的高度为h ， 则在竖直方向上有：2R －h ＝12gt 2由小球垂直打在斜面上可知：cgtv＝tan 45° 联立解得：h ＝0.2 m 【点睛】本题关键是对小球在最高点处时受力分析，然后根据向心力公式和牛顿第二定律求出平抛的初速度，最后根据平抛运动的分位移公式列式求解．2．为了研究过山车的原理，某物理小组提出了下列设想：取一个与水平方向夹角为θ=60°、长为L 1=23m 的倾斜轨道AB ，通过微小圆弧与长为L 2=3m 的水平轨道BC 相连，然后在C 处设计一个竖直完整的光滑圆轨道，出口为水平轨道上D 处，如图所示.现将一个小球从距A 点高为h =0.9m 的水平台面上以一定的初速度v 0水平弹出，到A 点时小球的速度方向恰沿AB 方向，并沿倾斜轨道滑下.已知小球与AB 和BC 间的动摩擦因数均为μ=33，g 取10m/s 2.（1）求小球初速度v 0的大小； （2）求小球滑过C 点时的速率v C ；（3）要使小球不离开轨道，则竖直圆弧轨道的半径R 应该满足什么条件？ 【答案】（16m/s （2）6m/s （3）0<R ≤1.08m 【解析】试题分析：（1）小球开始时做平抛运动：v y 2=2gh代入数据解得：22100.932/y v gh m s =⨯⨯＝＝A 点：60y x v tan v ︒=得：032/6/603yx v v v s m s tan ==︒＝＝ （2）从水平抛出到C 点的过程中，由动能定理得：()2211201122C mg h L sin mgL cos mgL mv mv θμθμ+---＝代入数据解得：36/C v m s ＝（3）小球刚刚过最高点时，重力提供向心力，则：21mv mg R ＝22111 222C mv mgR mv +＝ 代入数据解得R 1=1．08 m当小球刚能到达与圆心等高时2212C mv mgR ＝ 代入数据解得R 2=2．7 m当圆轨道与AB 相切时R 3=BC•tan 60°=1．5 m 即圆轨道的半径不能超过1．5 m综上所述，要使小球不离开轨道，R 应该满足的条件是 0＜R≤1．08 m ． 考点：平抛运动；动能定理3．如图所示,竖直平面内的轨道由直轨道AB 和圆弧轨道BC 组成，直轨道AB 和圆弧轨道BC 平滑连接，小球从斜面上A 点由静止开始滑下,滑到斜面底端后又滑上一个半径为=0.4m R 的圆轨道；（1）若接触面均光滑，小球刚好能滑到圆轨道的最高点C ，求斜面高h ；（2）若已知小球质量m =0.1kg ，斜面高h =2m ，小球运动到C 点时对轨道压力为mg ，求全过程中摩擦阻力做的功．【答案】（1）1m ；（2） -0.8J ； 【解析】 【详解】（1）小球刚好到达C 点,重力提供向心力，由牛顿第二定律得：2v mg m R=从A 到C 过程机械能守恒,由机械能守恒定律得：()2122mg h R mv -=, 解得：2.5 2.50.4m 1m h R ==⨯=；（2）在C 点,由牛顿第二定律得：2Cv mg mg m R+=,从A 到C 过程，由动能定理得：()21202f C mgh R W mv -+=-, 解得：0.8J f W =-；4．如图甲所示，倾斜的传送带以恒定的速率逆时针运行．在t ＝0时刻，将质量为1.0 kg 的物块(可视为质点)无初速度地放在传送带的最上端A 点，经过1.0 s ，物块从最下端的B 点离开传送带．取沿传送带向下为速度的正方向，则物块的对地速度随时间变化的图象如图乙所示(g ＝10 m/s 2)，求：(1)物块与传送带间的动摩擦因数；(2)物块从A 到B 的过程中，传送带对物块做的功． 【答案】3－3.75 J 【解析】解：(1)由图象可知，物块在前0.5 s 的加速度为：2111a =8?m/s v t = 后0.5 s 的加速度为：222222?/v v a m s t -== 物块在前0.5 s 受到的滑动摩擦力沿传送带向下，由牛顿第二定律得：1mgsin mgcos ma θμθ+=物块在后0.5 s 受到的滑动摩擦力沿传送带向上，由牛顿第二定律得：2mgsin mgcos ma θμθ-=联立解得：3μ=(2)由v －t 图象面积意义可知，在前0.5 s ，物块对地位移为：1112v t x =则摩擦力对物块做功：11·W mgcos x μθ= 在后0.5 s ，物块对地位移为：12122v v x t +=则摩擦力对物块做功22·W mgcos x μθ=－ 所以传送带对物块做的总功：12W W W =+ 联立解得：W ＝－3.75 J5．在某电视台举办的冲关游戏中，AB 是处于竖直平面内的光滑圆弧轨道，半径R=1.6m ，BC 是长度为L 1=3m 的水平传送带，CD 是长度为L 2=3.6m 水平粗糙轨道，AB 、CD 轨道与传送带平滑连接，参赛者抱紧滑板从A 处由静止下滑，参赛者和滑板可视为质点，参赛者质量m=60kg ，滑板质量可忽略．已知滑板与传送带、水平轨道的动摩擦因数分别为μ1=0.4、μ2=0.5，g 取10m/s 2.求：（1）参赛者运动到圆弧轨道B 处对轨道的压力；（2）若参赛者恰好能运动至D 点，求传送带运转速率及方向； （3）在第（2）问中，传送带由于传送参赛者多消耗的电能．【答案】（1）1200N ，方向竖直向下（2）顺时针运转，v=6m/s （3）720J 【解析】(1) 对参赛者：A 到B 过程，由动能定理 mgR(1－cos 60°)＝12m 2B v 解得v B ＝4m /s在B 处，由牛顿第二定律N B －mg ＝m 2Bv R解得N B ＝2mg ＝1 200N根据牛顿第三定律：参赛者对轨道的压力 N′B ＝N B ＝1 200N ，方向竖直向下． (2) C 到D 过程，由动能定理－μ2mgL 2＝0－12m 2C v 解得v C ＝6m /sB 到C 过程，由牛顿第二定律μ1mg ＝ma 解得a ＝4m /s 2(2分) 参赛者加速至v C 历时t ＝C Bv v a-＝0.5s 位移x 1＝2B Cv v +t ＝2.5m <L 1 参赛者从B 到C 先匀加速后匀速，传送带顺时针运转，速率v ＝6m /s . (3) 0.5s 内传送带位移x 2＝vt ＝3m参赛者与传送带的相对位移Δx ＝x 2－x 1＝0.5m 传送带由于传送参赛者多消耗的电能 E ＝μ1mg Δx ＋12m 2C v －12m 2B v ＝720J .6．如图所示，小物体沿光滑弧形轨道从高为h 处由静止下滑，它在水平粗糙轨道上滑行的最远距离为s ，重力加速度用g 表示，小物体可视为质点，求：（1）求小物体刚刚滑到弧形轨道底端时的速度大小v ； （2）水平轨道与物体间的动摩擦因数均为μ。
电功率计算是必考点是初中物理重点也是难点。命题题型
电功率计算是必考点，是初中物理重点，也是难点。
命题题型有选择题、填空题、综合应用题，有时在探究题里也涉及。
各地中考每年都要出现15分左右的电功率计算题。
加大这方面复习训练的力度，掌握考题类型，应用不同的规律各个突破。
所以同学们认真学习本文将会起到画龙点睛的作用。
一、考查以电能表为素材，求解电功率的相关问题【例题1】如图为电能表的实物图，小文只让家里的空调单独工作，测出36s内电能表转盘转过25r，则空调这段时间内消耗的电能是J，空调的实际功率为W。
【答案】3.6×104；1000。
【例题2】小明同学家的电能表上标有“3000revs/（kW•h）”的字样，他将家中的其它用电带都与电源断开，仅让电水壶在额定电压下工作，观察1min内电能表的转盘转了45revs，则下列说法正确的是（）A．电水壶是利用电流的热效应来工作的B．烧水过程中消耗的电能为5.4×105JC．电水壶的额定功率为900WD．当实际电压只有额定电压的90%时，电水壶的实际功率为729W【答案】ACD【解析】A．电水壶工作时，将电能转化为内能给水加热，是利用电流的热效应工作的，故A正确；B．3000r/kW•h表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000r，转盘转了45r，则消耗的电能：W=kW•h=0.015kW•h=5.4×104J，故B错误；C．t=1min=60s，电水壶的额定功率：P===900W，故C正确；D．由P=可得，电水壶的电阻：R==，当实际电压只有额定电压的90%时，U实=90%U=90%×220V=198V，电水壶的实际功率：P实===729W，故D正确二、利用串并联电路特点和和欧姆定律解决与电功率有关的计算【例题3】如图所示电路，电源电压不变，滑动变阻器的规格“20Ω 2A”，L1的规格“10V 5W“，L2的规格“15V 15W”，不考虑温度对灯丝电阻的影响。
综合运用专题复习
综合使用专题复习一、综述综合应用题一般有两类，一类是综合考查力学的相关知识，另一类是综合考查电学的相关知识．电能知识和机械能有时要结合热能知识一起考查．综合应用题要用到的知识及公式有：1．欧姆定律：U I R =；导体电阻=2,U U R R I P ==额额． 2．电能(功)：,W Pt W UIt ==3．电功率：,W P p UIt t== 4．焦耳定律：2,Q I Rt Q W pt ===．5．速度s v t=；密度m p V =；重力G=mg ． 6．增大和减小摩擦的方法：粗糙水准一定时增大压力、压力一定时增大粗糙水准能增大摩擦；粗糙水准一定时减小压力、压力一定时减小粗糙水准能减小摩擦．7．规则的和不规则的受力面积的测量，压强F P S=． 8．增大压强的方法：受力面积一定时增大压力、压力一定时减小受力面积能增大压强．减少小压强的方法：受力面积一定时减小压力、压力一定时增大受力面积能减小压强．9．机械功: W Fs =；功率：W p Fv t ==；机械效率：W W η=有总． 10．热量：Q=cm(t —to)；燃料热值：Q=mq ．11．热机的效率：W Qη=. (一)速度和压强(1)速度的计算是历年中考的必考点．速度的计算、单位换算、平均速度的考查常和列车时刻表、 交通标志牌、速度计算等联系生活实际的实例结合在一起．易错点：一是时间的确定和换算，即在 火车票、日期等具体环境中确定t 的大小并完成单位换算；二是速度的单位换算，如1 m ／s=3．6 km ／h ．(2)压强：压强是中考的热点．中考已将考查的侧重点转移到联系生活实际、用所学的压强知识 解决生活中的简单实际问题，并出现了较多新颖的题型．中考会以课标为依据，主要考查压强的简 单计算、探究压力作用效果的影响因素、探究液体内部压强的特点、联系日常生活中的现象考查增 大和减小压强的方法．P 压强的公式为F P S=．公式中F 表示压力，P 表示压强，S 表示受力面积．难 点是受力面积S 的确定，如在具体的生活情境中，比如汽车的轮子的个数和接触面的关系，人和动物走路和站立时的受力面积的大小．易错点是面积单位的换算，如1m 2=104cm 2．注意事项：如果物体是柱形的，比如正方体、长方体、圆柱体等，物体对地面的压强p=pgh ． (--)功、功率和机械效率功、功率和机械效率是中考的必考点之一，其中效率的意义有所拓展，比如热机的效率，灯泡的用电效率，太阳能的利用率，电热水器、微波炉、电磁炉、开水煲的用电效率等，这些都是综合应用题的出题热点．本部分知识点的考查会和日常生活联系在一起，注重考查在实际问题中应用知识解决问题的水平．(1)机械功：W=Fs ．难点：做功有两个必要因素，一是作用在物体上的力．二是物体在力的方向上移动的距离． 易错点：力F 做功多少只与F 和s 相关，与运动速度和运动的路径及接触面的粗糙水准、倾斜水准等无关．注意事项：很多实际应用中会考查用W=Pt 解决问题的水平．(2)机械功率：W F tρυ==． 综观最近几年的中考卷最后的综合应用题，用F ρυ=解决实际问题几乎每年必考，成了热点，主要和物体的运动相联系．注意事项：F ρυ=适用于物体匀速直线运动的情况．否则，还要用定义式W t ρ=来处理． (3)机械效率：W W η=有总(三)热量、热值和热机的效率热量Q cm t =∆或热值的相关计算公式Q=mq 及热机效率的考查是中考的必考点之一，题型大多在综合应用题中出现，重点还是考查和生活实际联系在一起的实例，比如汽车、厨房中的一些家用电器，包括电饭锅、电磁炉等．易错点：热值的运算都是指数运算，运算易错．例1 (1)为保证交通安全，交管部门规定“渣土车”在市区行驶的速度不得超过30km ／h ．在遵守交通规则的前提下，“渣土车”行驶3000m 至少需要h ．(2)某6轮“渣土车”装载渣土后总质量为12t 。
专题4 力、热、电综合应用题
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专项训练
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力、热、电综合应用题是广西中考中的常 考点，具有开放、新颖、创新、探究、综合等 特点，常以生产、生活中常见的器物（如路灯 装置、电热取暖机、电子秤、抽水机、电焊机、 电热锅、塔吊）和新科技产品（如风力发电机、 太阳能汽车、太阳能热水器、风力测试仪、充 电鞋、可燃冰、和谐号）为背景，考查力电综 合（2014年2次、2013年3次，2012年3次，2011 年1次）、电热综合（2014年1次、2013年3次、 2012年3次，2011年1次）、力热综
专项训练
合（2014年1次、2013年1次、2012年1次，2011 年2次）等知识，难度相对较大.针对此类题目， 应进行综合分析，找出不同体系知识的相互区 分与联系，将物理知识灵活运用到实际生产生 活中，到达活学活用.分值为7～9分.
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中考物理总复习课件 第二篇 中考重难题型突破 题型五 综合应用题
用时 30 s，石材被抬升的速度：
v＝st＝330
m s＝0.1
m/s；
(2)石材的重力：
G＝mg＝1 500 kg×10 N/kg＝1.5×104 N，
电机对石材做的功：
W＝Fs＝Gh＝1.5×104 N×3 m＝4.5×104 J，
电机对石材做功功率：
W 4.5×104 P＝t＝ 30 s
J＝1.5×103
解：(1)由于物体 A 恰好漂浮，所以物体 A 所受的浮力：F 浮＝G＝2 N；
(2)物体漂浮时排开液体的体积：
V 排＝SAh＝0.002 m2×0.1 m ＝2×10－4 m3，
由阿基米德原理可知，液体的密度：
ρ液＝gFV浮排＝10
2N N/kg×2×10－4
m3＝1×103
kg/m3；
(3)由题知，将物体提升的高度 d＝0.04 m，设该过程中液面下降的高度 为Δh，则物体浸入液体中深度的减少量：Δh 浸＝d＋Δh，根据 ΔV 排的 两种计算方法可得：ΔV 排＝S 容器Δh＝S 物Δh 浸＝S 物(d＋Δh)，代入数据 可得：0.01 m2×Δh＝0.002 m2×(0.04 m＋Δh)，解得Δh＝0.01 m， 所以液体对水槽底部压强的变化量： Δp＝ρ 液 gΔh＝1×103 kg/m3×10 N/kg×0.01 m ＝100 Pa.
(2022·安徽)在一次跳伞表演中，运动员在 5 s 的时间内竖直向下匀 速降落了 30 m．若运动员和降落伞作为整体受到的重力为 1 000 N，求 这个整体在该过程中： (1)所受阻力的大小； (2)所受重力做功的功率．
解：(1)由于是匀速降落，故整体受到的阻力与重力是一对平衡力，故阻 知，小灯泡两端的电压：UL′＝U－UR′＝15 V－10 V＝5 V，
初三物理综合应用专题
题型（五）综合应用专题类型一热学综合应用题1.[2018·广安]用天然气灶给水加热,在1个标准大气压下,把体积为10 L、温度为15 ℃的水加热到沸腾。
(1)求水吸收的热量。
[ρ水=1.0×103 kg/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃)](2)若不计热量损失,需要燃烧多少立方米的天然气?(q天然气=4.2×107 J/m3)2.太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备。
某太阳能热水器每小时平均接收4.2×106 J的太阳能,在一天5小时的有效照射时间内,使热水器中质量为100 kg、初温为20 ℃的水温度升高到40 ℃。
求:[水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃)](1)热水器中的水吸收的热量。
(2)热水器5小时内接收到的太阳能。
(3)热水器的效率η。
(4)若改用煤气来加热这些水,需要完全燃烧多少千克煤气?(煤气的热值q=4.2×107J/kg,假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收)3.[2018·安顺]一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动,其v-t图像如图T5-1所示。
在第10 s时速度达到20 m/s,通过的路程为120 m。
图T5-1(1)在0~10 s内,求汽车的平均速度。
(2)设汽车在行驶过程中所受阻力不变,大小为f=4000 N,那么在10~20 s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少?(3)若发动机的转化效率为80%,则10~20 s内燃烧了多少千克汽油?(已知汽油的热值大约为5×107 J/kg)类型二力学综合应用题1.[2018·遂宁]质量为60 kg的工人站在水平地面上,用如图T5-2所示装置匀速打捞浸没在长方形水池中的物体,水池底面积为15 m2,物体重2000 N、体积为0.1 m3,物体未露出水面前,此装置机械效率为80%。
(不考虑水对物体的阻力、绳重及绳与滑轮间的摩擦,每个滑轮重一样,g取10 N/kg)图T5-2(1)求物体浸没在水中受到的浮力。
电力工程师职称真题
电力工程师职称真题一、多项选择题1. 以下哪项不是电力工程师在工程设计过程中需要考虑的因素？A. 需求侧管理B. 供给侧管理C. 工程安全性D. 能源消耗2. 在电力工程设计中，如何选择合适的变电站容量？A. 根据电网的规模确定B. 根据负载的需求确定C. 随意选择D. 由供电公司决定3. 下列哪个在电气工程中是最常用的导线材料？A. 铝B. 铜C. 铁D. 铅4. 在电力系统中，变压器起到了什么作用？A. 改变电压的大小B. 改变电流的大小C. 改变电阻的大小D. 改变电感的大小5. 电力系统中常用的计量单位是什么？A. 瓦特B. 焦耳C. 伏特D. 安培二、判断题1. 电力工程师主要负责电网的维护和管理。
(判断正确/错误)2. 电力工程师在工程设计中需要考虑供电负荷的需求。
(判断正确/错误)3. 铝是电气导线中最常用的材料之一。
(判断正确/错误)4. 变压器可以改变电压的大小。
(判断正确/错误)5. 瓦特是电力系统中常用的计量单位。
(判断正确/错误)三、问答题1. 请简要说明电力工程师的职责。
2. 电力系统中的电流和电压有何区别？请举例说明。
3. 请简述电力工程师在工程设计中需要考虑的安全性问题。
4. 请列举几种常用的发电机类型，并简要说明其原理。
5. 请解释什么是短路故障，并说明其可能带来的影响。
四、论述题请结合实际案例，论述电力工程师在电力工程设计中需要考虑的环境保护因素，以及如何有效地解决这些问题。
五、实际案例分析题请分析某电力工程设计中遇到的问题，包括设计困难、材料选择、安全性等方面，并提出解决方案。
六、综合应用题某地区的一座大型工厂需要进行电力系统改造，提高供电可靠性和效率。
请设计一套电力系统方案，包括变电站规模、导线材料、设备选择等，并阐述设计理由。
七、论文题目论述电力工程师在新能源领域的挑战与机遇。
以上是一些电力工程师职称真题，其中包含了多项选择题、判断题、问答题、论述题、实际案例分析题和综合应用题。
中考物理专题复习《综合应用题》测试卷-附带答案
中考物理专题复习《综合应用题》测试卷-附带答案学校:___________班级:___________姓名:___________考号:___________方法指导对于计算题中的简答小问，一般的答题步骤是：(1)审题，寻找已知条件和要回答的问题(显性条件：题干中的文字、图表等；隐性条件：从显性条件或结论中挖掘物理知识)；(2)抓住已知条件和问题之间的联系，找出理论依据(物理概念、规律、公式、原理等)； (3)用精练的语言条理清晰地推理表述，做到有理可依，有据可循．例 一题多设问 有一满载货车总质量为4 t ，车轮与地面的总接触面积为0.2 m 2.求： 【思路引导】 (1)压强公式p ＝FS ↓→水平地面 则F ＝G 总＝m 总g 0.2 m 2 4 t ＝4×103 kg (2)时间公式t ＝sv s →10 km v →72 km/h注：题目问所用时间为多少秒，最终的计算结果为秒，所以要进行单位换算 (3)功公式W ＝Fs → s 由(2)可知 ↓匀速行驶，则F 牵＝f ，由题干可知， f ＝0.1G 总 (4)功率公式P ＝Wt →W 、t 由(2)(3)可得(5)密度公式ρ＝mV m →4.8 g V →正方体样本，则V ＝a 3(6)“不同车型设定不一样的最高行驶速度” 关键词：不同车型→质量不同以相同的速度运动时，质量大的动能大，制动距离大→从动能的影响因素方面解答 (1)此货车静止时，对水平地面的压强是多少？(2)此货车在某平直路段以72 km/h 的速度匀速行驶了10 km ，所用时间为多少秒？(3)若此货车所受阻力为车和货物总重的0.1倍，则此货车通过上述路程牵引力做了多少功？(4)此货车在该路段行驶时，牵引力的功率是多少？(5)若此货车满载着某种木材，截取一块边长a＝2 cm的正方体木材样本，测得该样本的质量为4.8 g，则该木材的密度为多少？(6)如图所示为高速公路上的限速标志牌，由标志牌可知，货车的最高行驶速度最低，请解释为什么在同一道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？例题图一、力学计算类型1简单运动类(10年8考)__1.如图所示，记录了两辆汽车在平直的公路上行驶时，在相同的时间内通过的路程．甲图中汽车做匀速运动，受到的阻力为1 200 N；乙图中汽车做加速运动．求：第1题图(1)甲图中汽车的速度；(2)乙图中汽车在前30 s内的平均速度；(3)甲图中汽车牵引力在40 s内所做的功；(4)乙图中的汽车在行驶过程中，是否受到平衡力作用，请说明理由．2. 如图所示，小明在单杠上做引体向上运动，每次引体向上身体上升的高度为握拳时手臂的长度．已知小明的体重为500 N，握拳时手臂的长度为0.6 m，完成4次引体向上所用的时间为10 s．求：第2题图(1)他停留在单杠上时，对单杠的拉力；(2)小明完成1次引体向上所做的功；(3)10 s内小明做引体向上的功率；(4)请用物理知识解释为什么单杠运动员比赛时手上常会涂有镁粉．3. 一辆5G无人配送车，质量为400 kg，轮胎与路面的总接触面积为0.025 m2，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是车重的0.05倍．如图是配送车某次运动的路程与时间图像．求：第3题图(1)10 min内配送车的平均速度；(2)配送车匀速行驶时的牵引力；(3)配送车对水平地面的压强；(4)请解释关闭发动机后配送车为什么还能继续前进．4. 如图为南通“濠河国际龙舟邀请赛”的比赛场景，500 m直线赛项目的冠军队所使用龙舟的质量为300 kg，运动员总质量为1 500 kg，比赛用时2 min 30 s，假设比赛中龙舟做匀速直线运动，且龙舟受到的阻力是龙舟和运动员总重力的0.1倍，g取10 N/kg.求：第4题图(1)龙舟的重力；(2)运动员坐上龙舟后排开水的体积；(3)比赛过程中龙舟获得的动力做功的功率；(4)划船时手移动较小的距离，就能使船桨在水中移动较大的距离，请运用所学的物理知识解释船桨的这个特点．类型2打捞类__5. 某工人用如图所示的滑轮组匀速打捞水中的工件．已知工件的体积为30 dm3，密度为3×103 kg/m3.每个滑轮的重力为20 N，不计绳与滑轮间的摩擦、绳重及水的阻力．(已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)求：第5题图(1)工件浸没在水中时所受的浮力；(2)工件受到的重力；(3)工件在水中上升6 m的过程中(工件始终浸没在水中)，工人做了多少功；(4)工件未露出水面前，滑轮组的机械效率(结果保留一位小数)．6. 如图甲所示，用钢丝绳将一个实心圆柱形混凝土构件从河里以0.05 m/s的速度竖直向上匀速提起，图乙是钢丝绳的拉力F随时间t变化的图像，整个提起过程用时100 s，已知河水密度为1.0×103 kg/m3，混凝土的密度为2.8×103 kg/m3，钢铁的密度为7.9×103 kg/m3，g 取10 N/kg，不计河水的阻力．求：第6题图(1)0～60 s内混凝土构件在河水里上升的高度；(2)0～60 s内钢丝绳拉力所做的功；(3)混凝土构件浸没在河水中时受到的浮力；(4)通过计算说明，此构件的组成是纯混凝土，还是混凝土中带有钢铁骨架？类型3工程机械类_7. 图甲是一辆起重车的图片，起重车的质量为9.6 t，有四个支撑脚，每个支撑脚的面积为0.3 m2，起重时汽车轮胎离开地面．图乙是起重机吊臂上的滑轮组在某次作业中将质量为1 200 kg的货物匀速提升，滑轮组上钢丝绳的拉力F为5 000 N，货物上升过程中的s－t图像如图丙所示．(不考虑绳重，g取10 N/kg)求：第7题图(1)提升货物过程中起重车对水平地面的压强；(2)拉力F的功率；(3)提升货物过程中滑轮组的机械效率；(4)增加提升货物的重力，滑轮组的机械效率如何改变？8. 在美丽乡村建设中，政府为某村购置一批健身器材．工人往车上搬运装有健身器材的箱子时，用长木板搭了一个3 m长的斜面，把120 kg的箱子沿斜面匀速推到1 m高的车厢上，如图．推箱子做的额外功是300 J．(g取10 N/kg)求：第8题图(1)推箱子做的有用功；(2)斜面的机械效率；(3)沿斜面的推力；(4)要增大斜面的机械效率，可采取哪些措施．二、电学计算类型1动态电路类(10年6考)__1. 小明同学在物理实验室发现一个电学元件，是由一个标有“2 V 2 W”的小灯泡和一个定值电阻R0连接而成．小明同学将该元件接入如图所示的电路中，电源电压恒为6 V，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电流表的示数总在0.2 A～1 A的范围内变化(小灯泡的电阻不随温度变化，且电路元件始终完好)．求：第1题图(1)小灯泡正常工作时的电流和电阻；(2)定值电阻R0与小灯泡______(选填“串”或“并”)联；(3)定值电阻R0的阻值；(4)滑动变阻器R的最大阻值．2. 如图所示的电路，电源电压为6 V保持不变，R1＝4 Ω.开关闭合，滑动变阻器R2的滑片置于a端时，电压表的示数为2 V，求：第2题图(1)电压表的示数；(2)电流表的示数；(3)整个电路的功率；(4)当滑片滑到b端时，通电1 min电流做的功．3.在测量小灯泡电功率的实验中，电路如图甲所示，电源电压恒为4 V．小灯泡标有“2.5 V”字样，滑动变阻器规格为“50 Ω 1 A”．实验得到小灯泡的I－U图像如图乙所示．求：第3题图(1)小灯泡的额定功率；(2)小灯泡正常发光时，滑动变阻器R接入电路的阻值；(3)当小灯泡消耗的功率为0.2 W时，通电1 min，滑动变阻器R产生的热量．4. 如图甲为湿度表的简化工作原理图．电源电压恒为6 V，定值电阻R0＝5 Ω，R为湿敏电阻，其阻值R随环境湿度RH的变化如图乙所示，电压表量程为“0～3 V”，电流表量程为“0～0.6 A”，闭合开关S，在保证两表安全的情况下：第4题图(1)环境湿度增加，电流表的示数________．(2)当电路中电流表的示数为400 mA时，电阻R的阻值为多少？(3)环境湿度为60%时，电压表的示数为多少？(4)湿度表能够测量的最大环境湿度是多少？5. 如图所示电路，电源电压保持不变，灯L标有“3 V0.6 A”的字样，定值电阻R的阻值为10 Ω，设灯丝电阻不变，求：第5题图(1)灯丝电阻；(2)当开关S1闭合、S2断开，电流表示数为0.2 A时，灯L两端电压；(3)当开关S1、S2均闭合时，定值电阻R消耗的电功率．6. 如图，电路中电源电压恒定，小灯泡L的额定电压为6 V，滑动变阻器R1标有“200 Ω1 A”，电压表量程为0～5 V．只闭合开关S2，当R1的滑片P移至最左端时，小灯泡恰好正常发光，此时电流表示数为0.5 A；再闭合S1，电流表的示数变为0.8 A．求：第6题图(1)灯泡的额定功率；(2)电阻R2的阻值；(3)只闭合S1，当电路总功率最小时，R1接入电路的阻值．类型2多挡位用电器类__7. 如图是某电蒸锅的内部简化电路图，R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为484 Ω，加热挡功率为1 200 W．用此电蒸锅对质量为1.2 kg的水加热使其温度升高75 ℃，需要的时间为375 s，已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)．求：(1)该电蒸锅是利用电流的________工作的；第7题图(2)保温挡的功率；(3)电阻R2的阻值；(4)电蒸锅的加热效率．8.如图甲所示是某家用多功能电炖锅，深受消费者认可和青睐．它有三段温控功能：高温炖、中温煮和低温熬，图乙是它的简化电路图，下表是该电炖锅的部分参数．[ρ水＝1×103 kg/m3，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，g取10 N/kg]第8题图项目参数电源电压(V)220中温挡功率(W)400高温挡功率(W) 1 100容积(L)1(1)开关S1、S2处于什么状态，电炖锅为低温挡，说明判断依据；(2)求R1、R2的阻值；(3)在标准大气压下，使用高温挡将初温是12 ℃的一锅水烧开，若电炖锅高温挡加热效率为80%，求烧开一锅水需要的时间．9.为实现自动控制，小明同学利用电磁继电器(电磁铁线圈电阻不计)制作了具有延时加热、保温、消毒等功能的恒温调奶器，其电路图如图甲所示．控制电路中电压U1＝3 V，定值电阻R0＝50 Ω，热敏电阻R阻值随温度变化的图像如图乙所示；工作电路中电压U2＝220 V，R1＝836 Ω，R2＝44 Ω.已知恒温调奶器容量为2 kg，水温达到80 ℃时衔铁会跳起．[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]第9题图(1)请结合此电路，简要说明电磁继电器的工作原理；(2)求衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流；(3)求工作电路在保温状态下的电功率；(4)当调奶器加满温度为25 ℃的水，加热元件工作500 s后衔铁跳起，求此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率．10. 小伟家的电热饮水机通过旋钮开关可以实现加热和保温两个挡位的切换．小伟查阅资料得到饮水机的部分信息如下表．饮水机正常加热7 min，可将质量为1 kg的水从20 ℃加热到沸腾(标准大气压)，然后转入保温状态．请你结合小伟的调查研究，解决下列问题：额定电压U/V220加热功率P1/W 1 000保温功率P2/W100电阻R1/Ω435.6电阻R2/Ω48.4第10题图(1)在图中虚线框内画出导线、电阻R1和电阻R2三个元件的符号，将饮水机的电路图连接完整．(旋钮开关位于a、a点，表示a与a接通)(2)加热过程中，饮水机的加热效率．[水的比热容4.2×103 J/(kg·℃)]类型3电路改装类__11. 某科技兴趣小组用一个88 Ω的电阻R1、开关、导线等器材制作了一个电烤箱，先将电烤箱接入电压为220 V的家庭电路，简化电路如甲所示，闭合开关，求：第11题图(1)通过R1的电流；(2)R1消耗的电功率；(3)小组发现烤熟蛋糕耗费时间过长，为解决这个问题，小组找来一个相同规格的电阻R2进行改装．①你认为应按照图________(选填“乙”或“丙”)进行改装；②闭合开关S后，通电10 min，求改装后电烤箱产生的热量．12. 如图甲所示是一款养生杯，图乙是其简易电路图，R1和R2是两根电热丝．给杯中倒入直饮水，放在底座上，底座就会根据水温自动调节电路状态：当水温低于52 ℃时，养生杯处于加热状态，水温达到52 ℃后养生杯自动调节为保温状态．某次给杯中倒入100 mL、22 ℃的直饮水放在底座上后，养生杯正常工作时功率随时间变化的图像如图丙所示．[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，ρ水＝1.0×103 kg/m3]第12题图(1)刚开始将养生杯放在底座上时，工作的电热丝是________(选填“R1”、“R2”或“R1和R2”)；养生杯在工作时，应盖好杯盖，这样做可以__________(合理即可)．(2)此次将杯中100 mL、22 ℃的水加热到52 ℃的过程中，水吸收的热量是多少？(3)该养生杯的加热效率；(4)若只要求改变一根电热丝的阻值，将保温状态的功率提升至16 W，请通过计算说明如何改进？13.某物理兴趣小组为检测学校操场上的风力等级，小组成员共同设计了一台简易风速仪，其工作原理如图甲所示．装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上，滑杆上的摩擦力忽略不计，弹簧左端固定，右端与滑块相连．挡风板的挡风面积为0.2 m2，光滑均匀电阻丝AB长为30 cm，阻值为15 Ω，电源电压U恒为9 V，保护电阻R0为3 Ω，电压表量程为0～3 V．弹簧弹力F与弹簧形变量x的关系如图乙所示．无风时，滑片P停留在A处，有风时，滑块向左移动，稳定后读出电压表示数，计算并查阅下表数据可知风速及风力等级．风力等级一级二级三级四级五级六级风速v(m/s)0.3～1．51.6～3．33.4～5．45.5～7．98.0～10．710.8～13．8风压 p (Pa)0.055 ～1.41.6～ 6．87.2～ 1818.9～ 3940～ 7272.9～ 119(1)无风时，求通过R 0的电流；(2)为保护电路安全，求出风速仪所测最大风力等级为几级；(3)某日从天气预报得知，第二天风力等级将会达到五级，风速v 预计为10 m/s ，在原有电路元件和电路基本连接方式均不变的基础上，电路将如何改进．在图丙的虚线框内将电路图补充完整，小组成员还想计算出电路改进后电压表的示数，经查阅资料后得知，该挡风板所受的风压与风速的平方成正比，其关系式为p ＝k v 2(其中k 为常量，数值为0.6)，假设你为该小组成员，请你计算出风速为10 m/s 时，改进后的电路中电压表的示数．第13题图参考答案例 解：(1)货车对水平地面的压力F ＝G 总＝m 总g ＝4×103 kg ×10 N/kg ＝4×104 N 货车对水平地面的压强p ＝F S ＝4×104 N 0.2 m 2＝2×105 Pa(2)货车匀速行驶的速度v ＝72 km/h ＝20 m/s 货车行驶的路程s ＝10 km ＝1×104 m由v ＝s t 可得，所用时间t ＝s v ＝1×104 m20 m/s ＝500 s(3)货车所受阻力f ＝0.1G 总＝0.1×4×104 N ＝4×103 N 因为货车在平直公路上匀速行驶，货车的牵引力 F 牵＝f ＝4×103 N牵引力所做的功W ＝F 牵s ＝4×103 N ×1×104 m ＝4×107 J (4)牵引力的功率P ＝W t ＝4×107 J500 s＝8×104 W(5)因同种物质状态相同时的密度相等，所以该木材的密度ρ＝ρ样本＝m 样本V 样本＝ 4.8 g （2 cm ）3＝0.6 g/cm 3＝0.6×103 kg/m 3 (6)机动车质量一定，速度越快，动能越大，刹车时制动距离越大，容易出现交通事故，所以要限速行驶；在相同的道路上，不同车型的机动车质量不同，速度相同时，质量大的动能大，制动距离大，质量小的动能小，制动距离小，当制动距离相同时，不同车型限速就不同．一、力学计算1. (1)30 m/s (2)25 m/s (3)1.44×106 J (4)不受平衡力作用．原因是乙图中的汽车在行驶过程中做加速运动，并非处于静止或匀速直线运动状态．2. (1)500 N (2)300 J (3)120 W (4)镁粉具有很强的吸湿作用，可以吸去运动员手掌心的汗水，通过增大接触面的粗糙程度来增大掌心和器械之间的摩擦力，有利于运动员提高完成动作的质量和安全性．3. (1)2 m/s (2)200 N (3)1.6×105 Pa (4)关闭发动机后配送车还能继续前进是因为其具有惯性．4. 解：(1)龙舟的重力G ＝mg ＝300 kg ×10 N/kg ＝3 000 N (2)运动员的重力G ′＝m ′g ＝1 500 kg ×10 N/kg ＝15 000 N 运动员和龙舟的总重G 总＝G ＋G ′＝3 000 N ＋15 000 N ＝18 000 N根据浮沉条件，运动员坐上龙舟后龙舟受到的浮力等于运动员和龙舟的总重，根据阿基米德原理，龙舟排开水的体积V 排＝F 浮ρ水g ＝18 000 N1.0×103 kg/m 3×10 N/kg＝1.8 m 3 (3)龙舟受到的阻力f ＝0.1×G 总＝0.1×18 000 N ＝1 800 N因比赛中龙舟做匀速直线运动，根据二力平衡可知，比赛过程中龙舟获得的动力F ＝f ＝1 800 N所用时间t ＝2 min 30 s ＝150 s比赛过程中龙舟获得的动力做功的功率 P ＝W t ＝Fs t ＝1 800 N ×500 m 150 s＝6 000 W(4)船桨在使用过程中动力臂小于阻力臂，故船桨是费力杠杆，使用费力杠杆可以省距离．划船时，手在船桨上的动力比水对船桨的阻力大，所以手只要移动较小的距离，就能使船桨在水中移动较大的距离．5. 解：(1)根据阿基米德原理可得，工件浸没在水中时所受的浮力F 浮＝ρ水gV 排＝ρ水gV ＝1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×30×10－3 m 3＝300 N(2)工件的质量m ＝ρV ＝3×103 kg/m 3×30×10－3 m 3＝90 kg 工件受到的重力G ＝mg ＝90 kg ×10 N/kg ＝900 N(3)物重被2段绳子承担，工件在水中上升6 m ，绳端移动的距离为2×6 m ＝12 m 拉力F ＝12(G ＋G 动－F 浮)＝12×(900 N ＋20 N －300 N)＝310 N工人做功W ＝Fs ＝310 N ×12 m ＝3 720 J (4)工件未露出水面前，滑轮组的机械效率η＝W 有用W 总×100%＝F 拉h Fs ×100%＝（G －F 浮）h Fnh ×100%＝G －F 浮Fn ×100%＝900 N －300 N 310 N ×2×100%≈96.8%6. 解：(1)0～60 s 内混凝土构件在河水里上升的高度h ＝v t ＝0.05 m/s ×60 s ＝3 m (2)0～60 s 内钢丝绳拉力所做的功W ＝F 1s ＝825 N ×3 m ＝2 475 J(3)由图乙可知t ＝60 s 前拉力F 1＝825 N ，因构件从河水中匀速提起，此时有F 浮＋F 1＝G ，t ＝80 s 后拉力F 2＝1 200 N ，此时有F 2＝G ，混凝土构件浸没在河水中时受到的浮力F 浮＝G －F 1＝1 200 N －825 N ＝375 N(4)由F 浮＝ρ液gV 排得，构件排开水的体积V 排＝F 浮ρ水g ＝375 N 1.0×103 kg/m 3×10 N/kg＝3.75×10－2 m 3因构件完全浸没，则V ＝V 排＝3.75×10－2 m 3构件重力G ＝1 200 N ，由G ＝mg ＝ρVg 可得，构件的密度ρ件＝G Vg ＝1 200 N3.75×10－2 m 3×10 N/kg ＝3.2×103 kg/m 3＞2.8×103 kg/m 3所以此构件的组成是混凝土中带有钢铁骨架7. 解：(1)提升货物过程中，起重车对水平地面的压力F 压＝G 总＝G 车＋G 货＝m 车g ＋m 货g ＝9.6×103 kg ×10 N/kg ＋1 200 kg ×10 N/kg ＝1.08×105 N 支撑脚与地面的接触面积S ＝0.3 m 2×4＝1.2 m 2提升货物过程中起重车对水平地面的压强p ＝F 压S ＝1.08×105 N1.2 m 2＝9×104 Pa(2)由图丙可知，货物上升的速度v 物＝s t ＝2.5 m10 s＝0.25 m/s由图乙可知，承担物重的绳子段数n ＝3，所以绳端移动的速度v 绳＝n v 物＝3×0.25 m/s ＝0.75 m/s拉力F 的功率P ＝F v 绳＝5 000 N ×0.75 m/s ＝3.75×103 W(3)物体上升的距离s ＝2.5 m ，则绳端移动的距离s 绳＝nh ＝3×2.5 m ＝7.5 m 提升货物的重力G 货＝m 货g ＝1 200 kg ×10 N/kg ＝1.2×104 N所以提升货物过程中滑轮组的机械效率η＝W 有W 总×100%＝G 货s Fs 绳×100%＝1.2×104 N ×2.5 m 5 000 N ×7.5 m ×100%＝80%(4)增加提升货物的重力，滑轮组的机械效率将变大．8. (1)1 200 J (2)80% (3)500 N (4)增大斜面的倾斜程度；减小斜面的粗糙程度．二、电学计算1. 解：(1)小灯泡正常工作时的电流I 额＝P 额U 额＝2 W2 V ＝1 A小灯泡正常工作时的电阻R L ＝U 额I 额＝2 V 1 A＝2 Ω (2)串(3)当滑动变阻器R 接入电路的阻值为0时，定值电阻R 0与小灯泡串联，电路中最大电流为1 AR 最小总＝U I 最大＝6 V1 A＝6 Ω定值电阻R 0的阻值R 0＝R 最小总－R L ＝6 Ω－2 Ω＝4 Ω(4)当滑动变阻器R 接入电路的阻值为最大时，定值电阻R 0、小灯泡和滑动变阻器R 串联，电路中最小电流为0.2 A R 最大总＝U I 最小＝6 V0.2 A ＝30 Ω滑动变阻器R 的最大阻值R ＝R 最大总－R L －R 0＝30 Ω－2 Ω－4 Ω＝24 Ω2. 解：(1)由图可知，R 1、R 2串联，电流表测电路中的电流，电压表测R 1两端电压，电压表测R 2两端电压，则电压表的示数U 2＝U －U 1＝6 V －2 V ＝4 V(2)电流表的示数I ＝U 1R 1＝2 V4 Ω＝0.5 A(3)整个电路的功率P ＝UI ＝6 V ×0.5 A ＝3 W(4)当滑片滑到b 端时，电路中只接入R 1，通电1 min 电流做的功W ＝U 2R 1t ＝（6 V ）24 Ω×60 s＝540 J3. 解：(1)由图乙可知，小灯泡的额定电流为0.3 A 则小灯泡的额定功率为P 额＝U 额I 额＝2.5 V ×0.3 A ＝0.75 W(2)小灯泡正常发光时，R 两端的电压为U R ＝U －U 额＝4 V －2.5 V ＝1.5 V 滑动变阻器R 接入电路的电阻为R ＝U R I 额＝1.5 V0.3 A＝5 Ω(3)由图乙可知，当U 灯＝1 V ，I 灯＝0.2 A 时，小灯泡的功率刚好为0.2 W 此时R 两端的电压为U R ′＝U －U 灯＝4 V －1 V ＝3 VR 通电1 min 产生的热量Q ＝W R ＝U R ′I 灯t ＝3 V ×0.2 A ×1×60 s ＝36 J 4. (1)增大解：(2)当电流表的示数为I ＝400 mA ＝0.4 A 时，电路中的总电阻为R 总＝U I ＝6 V0.4 A ＝15 Ω由串联电路的电阻规律可得，电阻R 的阻值为R ＝R 总－R 0＝15 Ω－5 Ω＝10 Ω (3)由R －RH 图像可知，当环境湿度为60%时，电阻R 的阻值为R ′＝7.5 Ω由I ＝U R 可得，此时电路中的电流为I ′＝U R 总′＝ 6 V 5 Ω＋7.5 Ω＝0.48 A则电压表的示数为U 0＝I ′R 0＝0.48 A ×5 Ω＝2.4 V(4)因电流表的量程为0～0.6 A ，所以当电路中的电流最大为I 大＝0.6 A 时，电路中的总电阻最小，环境湿度最大此时电路中的总电阻为R 总最小＝U I 大＝6 V 0.6 A＝10 Ω由串联电路的电阻规律可得，电阻R 的阻值为R 小＝R 总最小－R 0＝10 Ω－5 Ω＝5 Ω由串联电路分压原理可得，R 0两端的电压为3 V ，没有超过电压表量程，可以正常使用，所以由R －RH 图像可知，湿度表能够测量的最大环境湿度为80%. 5. 解：(1)灯丝电阻R L ＝U L I L ＝3 V 0.6 A＝5 Ω (2)当开关S 1闭合，S 2断开时，灯L 与定值电阻R 串联，电流表示数为0.2 A ，灯L 两端的电压U L ′＝IR L ＝0.2 A ×5 Ω＝1 V(3)当开关S 1闭合，S 2断开，灯L 与定值电阻R 串联，电流表示数为0.2 A ，定值电阻R 两端的电压U R ＝IR ＝0.2 A ×10 Ω＝2 V 电源电压U ＝U L ′＋U R ＝1 V ＋2 V ＝3 V当开关S 1、S 2均闭合时，只有定值电阻R 接入电路，定值电阻R 消耗的电功率P ＝U 2R ＝（3 V ）210 Ω＝0.9 W 6. 解：(1)只闭合开关S 2，当R 1的滑片P 移至最左端时，则电路为小灯泡的简单电路；此时小灯泡恰好正常发光，则电源电压等于小灯泡的额定电压6 V ．小灯泡的额定功率P 额＝U 额I 额＝6 V ×0.5 A ＝3 W(2)再闭合S 1，小灯泡L 与电阻R 2并联，电流表测干路电流电阻R 2两端电压为U ＝U 额＝6 V ，则通过电阻R 2的电流I ＝I 总－I 额＝0.8 A －0.5 A ＝0.3 A 电阻R 2的阻值R 2＝U I ＝6 V0.3 A＝20 Ω(3)只闭合S 1，则R 1、R 2串联．当电压表示数为5 V 时，R 1接入电路的阻值最大；此时，R 2两端电压为U 2＝U －U max ＝6 V －5 V ＝1 V 电路中的电流为I min ＝U 2R 2＝1 V 20 Ω＝0.05 A R 1接入电路的阻值为R 1＝U max I min ＝ 5 V0.05 A ＝100 Ω7. (1)热效应解：(2)只闭合S 1时，只有R 1接入电路，电蒸锅处于保温挡，保温挡的功率 P 保＝U 2R 1＝（220 V ）2484 Ω＝100 W(3)当S 1、S 2均闭合时，R 1、R 2并联，电蒸锅处于加热挡，电阻R 2的电功率P 2＝P 热－P 保＝1 200 W －100 W ＝1 100 W 电阻R 2的阻值R 2＝U 2P 2＝（220 V ）21 100 W＝44 Ω(4)水吸收的热量Q 吸＝c 水m Δt ＝4.2×103 J/(kg·℃)×1.2 kg ×75 ℃＝3.78×105 J 消耗的电能W ＝P 热t ＝1 200 W ×375 s ＝4.5×105 J该电蒸锅的加热效率η＝Q 吸W ×100%＝3.78×105 J4.5×105 J×100% ＝84%8. 解：(1)由电路图可知，当开关S 1断开，S 2接A 时，电阻R 1、R 2串联，此时电路中的总电阻最大，由P ＝U 2R可知，总功率最小，所以此时电炖锅为低温挡．(2)由电路图可知，当S 1闭合，S 2接A 时，R 2被短路，只有电阻R 1接入电路，电炖锅处于中温挡，则R 1的阻值为R 1＝U 2P 中＝（220 V ）400 W 2＝121 Ω当S 1闭合，S 2接B 时，R 1、R 2并联，电炖锅处于高温挡，则此时R 2消耗的功率为 P 2＝P 高－P 中＝1 100 W －400 W ＝700 W 则R 2的阻值为R 2＝U 2P 2＝（220 V ）2700 W≈69.14 Ω(3)由ρ＝m V可得，水的质量为m ＝ρ水V ＝1×103 kg/m 3×1×10－3 m 3＝1 kg水吸收的热量Q 吸＝c 水m Δt ＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg ×(100 ℃－12 ℃)＝3.696×105 J 由η＝Q 吸W ×100%得，电炖锅消耗的电能W ＝Q 吸η＝3.696×105 J 80%＝4.62×105 J由P ＝Wt 可得，烧开一锅水需要的时间t ＝W P 高＝4.62×105 J 1 100 W ＝420 s9. 解：(1)由题意可知，水温低于80 ℃时，电磁铁吸引衔铁，工作电路R 2单独工作，调奶器加热，水温达到80 ℃时，衔铁跳起，R 1、R 2串联工作，调奶器保温．(2)由图乙可知，衔铁刚跳起时，R 的电阻为100 Ω，此时通过电磁铁线圈的电流为I ＝U 1R 0＋R ＝ 3 V50 Ω＋100 Ω＝0.02 A (3)衔铁跳起，R 1、R 2串联工作，调奶器处于保温状态，电功率为P 保＝U 22R 1＋R 2＝（220 V ）2836 Ω＋44 Ω＝55 W(4)水吸收的热量为Q 吸＝c 水m Δt ＝4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg ×(80 ℃－25 ℃)＝4.62×105 J 加热状态下，工作电路R 2单独工作，消耗的电能为 W ＝U 22R 2t ＝（220 V ）244 Ω×500 s ＝5.5×105 J加热效率为η＝Q 吸W ×100%＝4.62×105 J5.5×105 J ×100%＝84%10. 解：(1)如答图所示或第10题答图(2)水吸收的热量Q 吸＝c 水m Δt ＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg ×(100 ℃－20 ℃)＝3.36×105 J 饮水机加热7 min ，消耗的电能W ＝P 1t ＝1 000 W ×7×60 s ＝4.2×105 J 饮水机的加热效率η＝Q 吸W ×100%＝3.36×105 J4.2×105 J ×100%＝80%11. 解：(1)由I ＝U R 可得，通过R 1的电流I 1＝ U R 1＝220 V88 Ω＝2.5 A(2)由P ＝UI 可得，R 1消耗的电功率P 1＝UI 1＝220 V ×2.5 A ＝550 W (3)①乙②因R 2规格与R 1相同，则R 2＝R 1 根据P ＝U 2R可知，P 2＝P 1改装后电烤箱10 min 产生的热量为Q ＝W ＝Pt ＝(P 1＋P 2)t ＝2P 1t ＝2×550 W ×10×60 s ＝6.6×105 J12. (1)R 1 减少热量损失(或缩短加热时间、节约电能等) 解：(2)由ρ＝mV得，水的质量m ＝ρ水V ＝1.0×103 kg/m 3×100×10－6 m 3＝0.1 kg水吸收的热量Q 吸＝c 水m (t －t 0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.1 kg ×(52 ℃－22℃)＝1.26×104 J (3)由P ＝Wt 得，加热时消耗的电能W ＝P 加热t ＝40 W ×10×60 s ＝2.4×104 J养生杯的加热效率η＝Q 吸W ×100%＝1.26×104 J2.4×104 J×100%＝52.5%(4)当开关接触点2、3时，R 1和R 2串联，电路中的总电阻最大，由P ＝UI 和I ＝UR 得，养生杯的功率最小，为保温状态；当开关接触点3、4时，R 2被短路，R 1单独接入电路，电路中的总电阻最小，由P ＝UI和I ＝UR得，养生杯的功率最大，此时为加热状态．因只改变保温状态的功率，加热状态的功率不变，所以只能改变电路中R 2的阻值由P ＝UI 和I ＝U R 得，R 1的阻值为R 1＝U 2P 加热＝（220 V ）240 W ＝1 210 Ω当保温状态的功率提升至16 W 时，电路的总电阻 R 总＝U 2P 保温＝（220 V ）216 W ＝3 025 Ω则改进后R 2的阻值为R 2＝R 总－R 1＝3 025 Ω－1 210 Ω＝1 815 Ω 即将R 2换成阻值为1 815 Ω的电热丝即可．13. 解：(1)无论有无风时，滑动变阻器接入电路的阻值均为15 Ω 电流I ＝U R 0＋R P ＝9 V3 Ω＋15 Ω＝0.5 A(2)由图可知，风力越大，电压表测量部分电阻越长，电压表示数越大，电压表最大电压U max ＝3 V ；滑动变阻器分得的电压U P ＝IR P ＝0.5 A ×15 Ω＝7.5 V 当电压表示数最大时，滑片移动距离L ＝U U P L AB ＝3 V7.5 V ×30 cm ＝12 cm由图乙可得，弹簧产生的弹力F ＝6 N此时的风压p ＝F 风S ＝F 弹S ＝ 6 N0.2 m 2＝30 Pa ，查表可知，此时风力等级为四级第13题答图(3)当风速为10 m/s 时，风压p ＝k v 2＝0.6×(10 m/s)2＝60 Pa ＞30 Pa ，因此会超过电压表量程 弹簧弹力F 弹′＝F 风′＝pS ＝60 Pa ×0.2 m 2＝12 N由图乙可得，弹簧形变量为24 cm ，因此可将电压表测量对象更换为滑片左侧部分的电阻，此时滑片左侧电阻R ＝30 cm －24 cm30 cm ×15 Ω＝3 Ω此时电压表示数U 示＝R 左R 总×U ＝3 Ω18 Ω×9 V ＝1.5 V改装电路如答图所示(此电路只能在风力稳定时使用。