专题4.1 中考力电综合计算题(原卷版)

专题4.1 初中力电综合计算题解决力电综合计算题一般涉及到的物理公式包括速度公式、密度公式、重力公式、压强公式、浮力公式、机械功和功率、机械效率公式、电功公式、做功公式等；涉及到的物理规律有二力平衡条件、液体压强规律、阿基米德原理、杠杆平衡条件、欧姆定律、焦耳定律等。

【例题1】（2018•泰安）某物理兴趣小组设计了一个压力报警装置，工作原理如图所示。

ABO为一水平杠杆，OA长120cm，O为支点，AB：OB=5：1；已知报警器R0的阻值恒为10Ω，压力传感器R固定放置，R的阻值随所受压力F变化的关系如表所示。

闭合开关S，水平踏板空载时，电压表的示数为2V；当水平踏板所受压力增大，电压表示数达到5V时，报警器R0开始发出报警信号。

踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。

求：F/N 0510********…R/Ω45342418141210…（1）电源电压为多少？（2）当报警器开始报警时，踏板设定的最大压力值为多少？（3）若电源电压变为14V，为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警，应在杠杆上水平调节踏板触点B的位置。

试计算说明触点B应向哪个方向移动多少厘米？【例题2】（2019贵州黔东南）某同学设计了一个利用如图1所示的电路来测量海水的深度，其中R1＝2Ω是一个定值电阻，R2是一个压敏电阻，它的阻值随所受液体压力F的变化关系如图2所示，电源电压保持6V不变，将此压敏电阻用绝缘薄膜包好后放在一个硬质凹形绝缘盒中，放入海水中保持受力面水平，且只知识回顾典例突破有一个面积为0.02m 2的面承受海水压力。

（设海水的密度ρ水＝1.0×103kg/m 3，g 取10N/kg ） （1）当电流表示数为0.2A 时，求压敏电阻R 2的阻值；（2）如图2所示，当压敏电阻R 2的阻值为20Ω时，求此时压敏电阻R 2所在深度处的海水压强； （3）若电流的最大测量值为0.6A ，则使用此方法能测出海水的最大深度是多少？1．（2019江苏南京）在综合实践活动中，科技小组设计了一个由压敏电阻控制的报警电路如图所示，电源电压恒为18V ，电阻箱最大阻值为999.9Ω．报警器（电阻不计）通过的电流达到或超过10mA 会报警，超过20mA 会损坏。

压敏电阻Rx 在压力不超过800N 的前提下，其阻值随压力F 的变化规律如下表所示。

压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 … 电阻Rx/Ω580560540520500480460…（1）为不损坏元件，报警电路允许消耗的最大功率是多少？（2）在压敏电阻Rx 所受压力不超过800N 的前提下，报警电路所选滑动变阻器的最大阻值不得小于多少？ （3）现要求压敏电阻受到的压力达到或超过200N 时，电路报警按照下列步骤调试此报警电路：①电路接通前，滑动变阻器滑片P 置于b 端；根据实验要求，应将电阻箱调到一定的阻值，这一阻值为 Ω； ②将开关向 端（填数字）闭合，调节 ，直至 ； ③保持 ，将开关向另一端闭合，报警电路即可正常使用。

（4）对（3）中已调试好的报警电路，现要求压敏电阻受到的压力达到或超过700N 时，电路报警，若电源中考达标训练题电压可调，其它条件不变，则将电源电压调为V即可。

2．（2019山东枣庄）节能减排，绿色环保，新能源汽车成为未来汽车发展的方向。

某种型号纯电动汽车的部分参数如表：空车质量1380kg最大功率100kW轮胎与地面总接触面积0.032m2最高时速120km/h电池容量42kw。

h最大续行里程260km假如汽车上只有司机一人，质量为60kg，汽车以60km/h的速度匀速行驶36km，耗电9kW•h，汽车所受的阻力为汽车总重的0.05倍。

g＝10N/kg，试问：（1）电动机的工作原理是（选填“电流的磁效应”、“磁场对电流的作用”）电动汽车前进和倒退是通过改变来改变电动机的转动方向的。

（2）电动汽车对水平地面的压强是多少？（3）电动汽车牵引力所做的功是多大？（4）电动汽车电能转化为机械能的效率是多大？3．（2019湖南长沙）压力传感器是电子秤中的测力装置，可视为阻值随压力而变化的压敏电阻。

小刚从某废旧电子秤上拆下一个压力传感器，探究其阻值与所受压力大小（不超过250N）的关系，如图是小刚设计的实验电路图。

电源电压恒定，R0为定值电阻，R1为压力传感器。

（1）连接电路时开关应，电路中R0的作用是。

（2）闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，电路出现的故障是；排除故障后，逐渐增大R1受到的压力，闭合开关，读出电流表和电压表的示数，计算出对应的R1的阻值，记录如表，第5次测深时，电压表示数为4V．电流表示数为0.2A．此时R1的阻值为欧。

请根据表中的数据在图2中画出R1随F变化的关系图象。

次数123456F/N050100150200250R1/Ω6050403010（3）通过实验探究可归纳出，R1的阻值随压力F大小变化的关系式为，当R的阻值为32时，R1上受到的压力是N，若此压力为压力传感器在电子称正常工作时受到的压力，则电子秤应显示kg。

4.（2019山西）小明携带质量为10kg的行李箱从太原到运城，选择了尾气零排放的动车组D2503次列车出行。

经查询，D2503次列车时刻表如下表。

若该动车组列车全程匀速行驶在平直的轨道上，牵引力恒为2.8×105N，供电电路输入动车组列车的电功率恒为2×107W．（g取10N/kg）站次站名到达时间开车时间运行里程1太原南﹣8：2502运城北10：1010：12360km3西安北11：22﹣556km请你根据以上信息，解答下列问题：（1）求该动车组列车从太原南站到运城北站牵引力所做的功。

（2）求该动车组列车从太原南站到运城北站将电能转化为机械能的效率。

5．（经典能力题）新能源纯电功汽车因其环保、节能、高效、维护方使等诸多优势，将来有望取代燃油车成为人们日常使用的重要交通工具，现在常德市的出租汽车中就已出现了纯电动汽车的靓丽身影。

电动汽车提供能量的装置为车内的电池组，当它给电动机供电时，电动机将驱动车轮行驶。

如图所示为国内某型号的纯电动汽车，若该车和车内乘客的总质量为2.4×103kg．每个车轮与地血的接触面积为0.01m2．当该车在水平路面上以25m/s的速度匀速行驶时，它受到的阻力约等于人和车总重的0.02倍，此时电池组加在电动机两端的电压为320V，通过电动机的电流为60A．若连接导线的电阻不计，传动装置消耗的能量不计，求：（1）该电动汽车此时对地面的压强；（2）该电动汽车将电能转化为机械能的效率；（3）该电动汽车电动机线圈的电阻。

6.（2018河南）小强同学利用学过的物理知识设计了一个拉力计，图甲是其原理图，硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起（弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计），定值电阻R0=5Ω，a b是一根长5 cm的均匀电阻丝，其阻值为25Ω，电源电压U=3V，电流表的量程0——0.6A，请回答：（1）小强在电路中连入R0的目的是。

（2）当拉环不受力时，滑片处与a端，闭合开关S后电流表的读数是多少？（3）已知该弹簧伸长的长度△L，与所受拉力F间的关系如图乙所示，通过计算说明，开关S闭合后，当电流表指针指在0.3A处时，作用在拉环上水平向右的拉力是多大？7.（2018云南）两轮自平衡电动车作为一种新兴的交通工具，倍受年轻人的喜爱（如图所示）．下表是某型号两轮自平衡电动车的主要技术参数．整车质量20kg锂电池电压48V锂电池容量12A•h电动车额定电压48V电动机额定功率350W（1）图中小景的质量为40kg，轮胎与地面的总接触面积为0.01m2，求地面受到的压强（g取10N/kg）（2）若电动机以额定功率工作，求锂电池充足一次电最多可骑行的时间（精确到0.1）（3）锂电池充足电后，电动车在平直的公路上匀速行驶，受到的平均阻力为96N，最多能连续行驶17.28km，求电动车工作的效率．8.（2018湖北随州）如图所示是一直流电动机提升重物的装置。

已知重物质量m =50kg，电源电压U =110V 保持不变，电动机线圈的电阻R = 4Ω，不计各处摩擦，当电动机以某一速度匀速向上提升重物时，电路中的电流I = 5A（g=10N／kg）。

求：（1）电源的输出功率；（2）电动机线圈电阻R的发热功率；（3）试从能量转化和守恒的角度，求重物上升的速度大小。

9.（2019成都模拟题）如图甲所示，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变化的图象如图乙所示，压力传感器的电阻R随压力F变化的图象如图丙所示．电源的电压U=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？10.（2019齐齐哈尔模拟题）近年来，我市的轿车市场十分火爆，各种新型轿车驶进千家万户。

如图乙所示为某新型轿车测定油箱内油面高度的电路原理图。

其中电源电压恒为6V，R0是阻值为5Ω的定值电阻，A是油量指示表（实质是一只电流表，油量的变化通过电流的变化同步显示出来）。

R x为压敏电阻，它的电阻随受到的压力变化关系如下表。

（取g＝10N/kg）压力/N050100150200250300350400电阻/Ω550395275170906040255（1）若轿车以90kW的恒定功率启动作直线运动，且整个运动过程中受到的阻力不变，速度v与时间t的关系如图丙所示，在0～25s时间内，轿车的牵引力与阻力关系可能的是：牵引力________阻力（选填“大于”、“等于”、“小于”、“大于或等于”）。

（2）由（1）中的条件求在0～5s时间内轿车发动机做功多少?（3）如果空油箱的质量为5kg，油量表的零刻度线对应于电流表上的示数是多少?（4）若电流表的量程为0～0.6A，该油箱加满油时，指针恰好指示最大刻度，求油箱的容积。

（ρ汽油=0.7×103kg/m3）ρ油11.（2019陕西模拟题）如图中甲是电子秤的原理图（图中压力表是用电流表改装的）。

已知电源电压为24V，电阻R0=60Ω，压力传感器R x的阻值随所受压力F变化的图像如图乙，压力传感器表面能承受的最大压力为400N，压杆与压力传感器的接触面积是2×104m2（托盘和压杆的质量可以忽略不计）。

求：（1）该压力传感器能承受的最大压强；（2）当压力为200N时，由乙图可知压力传感器R x的阻值是多少？（3）当压力为200N时，通过R0的电流为多少？R0消耗的电功率为多少？12.（2019兰州模拟题）为提倡环保，促进节能减排，鼓励使用新能源，国家税务总局等部门出台相关免征车船税优惠政策，纯电动汽车也在免税之列．一辆纯电动客车铭牌上部分参数如表格所示．某次搭载乘客时车与人的总质量为15000kg，假设车在额定功率下以20m/s的速度沿水平路面匀速行驶20min，所受阻力为车与人总重力的0.02倍，g取10N/kg．求：（1）电动机的额定电流；（2）该过程客车消耗的电能；（3）该过程客车所受阻力的大小；（4）该过程客车牵引力所做的功．13.（2019安徽模拟题）我国规定的饮酒驾车和醉酒驾车标准如表．如图甲是对驾驶员进行现场检测的呼气式酒精检测仪，用于检测驾驶人员呼气酒精浓度．呼气中的酒精浓度与血液中的酒精浓度关系为：血液酒精浓度X=呼气酒精浓度y×2200．类型标准（血液中的酒精浓度X）非饮酒驾车Χ＜20mg/100mL饮酒驾车20mg/100mL≤Χ＜80mg/100mL醉酒驾车Χ≥80mg/100mL酒精测试仪由酒精气体传感器（相当于随呼气酒精浓度变化的变阻器），与一个定值电阻及一个电压表组成，图乙是它的原理图，电源电压1.5V，定值电阻R1=40Ω，传感器的电阻值R2与呼气酒精浓度y的关系如图丙所示．测试时，按下开关等仪器正常后，被测者口含紧吹气管吹气4s，测试仪显示结果．①某驾驶员接受测试，电压表示数是0.5V．该驾驶员测试结果是什么类型？②如果被测者测试时，口没有含紧吹管吹气，请根据流体压强与流速的关系，分析对测试结果的影响．14.（2018湖南岳阳）小雯设计了一个测量物体重力的托盘称，如图是原理示意图，其中的托盘用来放置被测物体的，OBA是可以绕0点转动的杠杆，R1是压力传感器，（其电阻值会随所受压力大小变化而变化，变化关系如下表），R0为定值电阻，显示重力大小的仪表是一个量程为0——3V的电压表，已知OA∶OB=2∶1，R0=100Ω，电源电压恒为3V（忽略托盘、杠杆及压杆的重力）（1）拖盘上没有物体时，压力传感器R1的电阻值（2）当托盘上放被测物体时，电压表的示数如图，则此时压力传感器R1上的电压是多少？（3）第（2）题中被测物体的重力是多少？15．（2019哈尔滨模拟题）图甲是海上打捞平台装置示意图，使用电动机和滑轮组将实心物体A从海底竖直向上始终以0.05m/s的速度匀速吊起，图乙是物体A所受拉力F随时间t变化的图象（不计摩擦、水的阻力及绳重，ρ水=1.0×103kg/m3．g=10N/kg）。