2020年中考物理计算题解题方法全攻略:中考力电综合计算题

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2020年中考物理计算题解题攻略(二)专题4.1初中力电综合计算题

2020年中考物理计算题解题攻略(二)专题4.1初中力电综合计算题

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:(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?【答案】(1)电源电压为11V;(2)当报警器开始报警时,踏板设定的最大压力值为150N;(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,触点B应该向左移动8cm。

典例突破知识回顾【解析】(1)闭合开关时,压力传感器R和R报警器R0串联,电压表测报警器R0两端的电压,由表格数据可知,当踏板空载时(F=0N),压力传感器的电阻为R=45Ω,已知R0=10Ω,电压表的示数为2V,此时电路中的电流:I= U0/ R0=2V/10Ω=0.2A,电源电压为:U=I(R+R0)=0.2A×(10Ω+45Ω)=11V;(2)报警器R0开始发出报警信号时,其电压为U0′=5V,此时电路中的电流:I′=U0′/ R0=5V/10Ω=0.5A,传感器两端的电压:U传=U﹣U0′=11V﹣5V=6V,此时传感器的阻值:R′= U传/ I′=6V/0.5A=12Ω,由图象可知,当传感器的阻值为12Ω时,对应的压力F压=25N,由题知,ABO为一水平杠杆,O为支点,AB:OB=5:1,则OB=OA/6=1/6×120cm=20cm,根据杠杆平衡条件可得:F压×OA=F踏×OB,即25N×6=F踏×1,解得F踏=150N,即踏板设定的最大压力值为150N;(3)若电源电压增大变为14V时,R0两端分得的电压增大,根据串联电路的分压特点可知,应增大压敏电阻分担的电压,保证R0两端分得的电压不变,此时就应该增大压敏电阻的阻值;因压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,所以应该减小压杆对传感器的压力,由杠杆平衡条件F压×OA=F踏×OB可知,OA不变,F踏不变,所以F压和OB成正比,要减小压杆对传感器的压力,应减小OB,即把踏板触点B向左移动。

2020年中考物理计算题解题方法全攻略:中考力电综合计算题(含答案)

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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:(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?【答案】(1)电源电压为11V;(2)当报警器开始报警时,踏板设定的最大压力值为150N;典例突破知识回顾(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,触点B应该向左移动8cm。

【解析】(1)闭合开关时,压力传感器R和R报警器R0串联,电压表测报警器R0两端的电压,由表格数据可知,当踏板空载时(F=0N),压力传感器的电阻为R=45Ω,已知R0=10Ω,电压表的示数为2V,此时电路中的电流:I= U0/ R0=2V/10Ω=0.2A,电源电压为:U=I(R+R0)=0.2A×(10Ω+45Ω)=11V;(2)报警器R0开始发出报警信号时,其电压为U0′=5V,此时电路中的电流:I′=U0′/ R0=5V/10Ω=0.5A,传感器两端的电压:U传=U﹣U0′=11V﹣5V=6V,此时传感器的阻值:R′= U传/ I′=6V/0.5A=12Ω,由图象可知,当传感器的阻值为12Ω时,对应的压力F压=25N,由题知,ABO为一水平杠杆,O为支点,AB:OB=5:1,则OB=OA/6=1/6×120cm=20cm,根据杠杆平衡条件可得:F压×OA=F踏×OB,即25N×6=F踏×1,解得F踏=150N,即踏板设定的最大压力值为150N;(3)若电源电压增大变为14V时,R0两端分得的电压增大,根据串联电路的分压特点可知,应增大压敏电阻分担的电压,保证R0两端分得的电压不变,此时就应该增大压敏电阻的阻值;因压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,所以应该减小压杆对传感器的压力,由杠杆平衡条件F压×OA=F踏×OB可知,OA不变,F踏不变,所以F压和OB成正比,要减小压杆对传感器的压力,应减小OB,即把踏板触点B向左移动。

2020年中考物理计算题解题方法全攻略电学专题4份

2020年中考物理计算题解题方法全攻略电学专题4份

专题3.1 与欧姆定律有关的计算题解题规律与思维方法1.理解欧姆定律公式(1)解欧姆定律数学表达式U I R =(2)变形公式U=IR(3)U R I= 2..两个电阻串或者并联电路电流、电压规律(1)串联电路特点:I =I 1=I 2 U =U 1+U 2 R =R 1+R 2(2)并联电路特点:I =I 1=I 2 U =U 1=U 2 12111R R R =+ 3.初中物理电学计算题的解题基本策略应用欧姆定律解决问题,从以下几个方面来思维,并关注应注意的几点:(1)对于单个导体在电路中工作的问题,只要把精力放在找这个导体的两端电压U ,流经电流I ,导体电阻R 。

各量均用国际单位,根据欧姆定律列出方程:I=U/R ,所求量在该方程中解出即可。

(2)对于两个导体串联时,分别找出每个导体对应的电流、电压和电阻。

如:对于导体A ,电阻R 1,两端电压U 1,流经电流I 1,这三个量满足欧姆定律:111U I R =;对于导体B ,电阻R 2,两端电压U 2,流经电流I 2,这三个量满足欧姆定律:222U I R =。

然后再根据串联电路电流、电压、电阻的特点将上面两方程联系起来。

比如: ①串联电路两导体流经电流相等,也就是I 1=I 2=I (I 是串联电路总电流),这样得到 U 1/R 1=U 2/R 2=U/R (U 是串联电路总电压,R 为总电阻),题中待求的物理量就在这个方程中,解方程即可!②串联电路两导体电压之和等于电路总电压,也就是U 1+U 2=U ,这样将U 1=I 1R 1,U 2=I 2R 2代入得I 1R 1+I 2R 2=U ,解这个方程可得所要求的量。

(3)对于两个导体并联时,分别找到两个支路导体的电流、电压、电阻,再看看电路的总电流、总电压、总电阻。

知识回顾如:对于第一个支路,流经电流I 1,电阻R 1,两端电压U 1,用欧姆定律联系起来建方程:111U I R =;对于第二个支路,流经电流I 2,电阻R 2,两端电压U 2,也用欧姆定律联系起来建方程:222U I R =。

2020年中考物理计算题解题方法全攻略:力学综合计算题

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专题2.7力学综合计算题知识回顾一、解决力学体系内综合计算题需要用到的公式1.根v ss可求路程s vt和时间t t2.重力的计算公式:G=m g,(式中g是重力与质量的比值:g=9.8 N/k g,在粗略计算时也可取g=10N/k g);重力跟质量成正比。

3.二力平衡的条件:作用在同一个物体上的两个力,大小相等、方向相反、并且在同一直线上。

4.压强公式p F F,导出公式 F p S和SS P5.液体压强计算:p gh,(ρ是液体密度,单位是kg/m3;g=9.8N/kg;h是深度,指液体自由液面到液体内部某点的竖直距离,单位是m )6.浮力产生的原因:浸在液体中的物体受到液体对它的向上和向下的压力差。

7.阿基米德原理:浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力大小等于它排开的液体受到的重力。

(浸没在气体里的物体受到的浮力大小等于它排开气体受到的重力)阿基米德原理公式:F G浮排液gV排8.计算浮力方法有:(1)秤量法:F=G- F(G是物体受到重力,F是物体浸入液体中弹簧秤的读数)浮拉拉(2)压力差法:F=F-F浮向上向下(3)阿基米德原理:F G浮排液gV排(4)平衡法:F=G(适合漂浮、悬浮)浮物9.杠杆平衡的条件:F L=F L。

这个平衡条件也就是阿基米德发现的杠杆原理。

1 12 210.滑轮组:使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一,即F=G/n11.功的计算:功(W)等于力(F)跟物体在力的方向上通过的距离(s)的乘积。

功的公式:W=F s;单位:W→焦(J);F→牛顿(N);s→米(m)。

(1焦=1牛·米).12.功率(P):单位时间(t)里完成的功(W),叫功率。

计算公式:P Wt。

单位:P→瓦特(w);W→焦(J);t→秒(s)。

13.机械效率:用滑轮组提升时:W=Gh;有用用滑轮组平拉物体时:W=fs总功(2)总功:动力对机械所做的功,记作W ;W=Fs总总(3)额外功:对人们无用又不得不做的功,记作W 。

2020年中考物理计算题解题方法全攻略:电学体系内综合计算题

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中考物理 专题3.4 电学体系内综合计算题一、串并联电路电流、电压特点1.串联电路的特点(1)电流:各处的电流都相等。

表达式:I =I 1=I 2(2)电压:电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。

表达式:U =U 1+U 2(3)电阻:电路的总电阻等于各用电器电阻之和。

表达式:R=R 1+R 22.并联电路的特点:(1)电流:干路中的电流等于各支路中的电流之和。

表达式:I =I 1+I 2(2)电压:各支路两端的电压相等。

表达式:U =U 1=U 2(3)电阻:电路的总电阻的倒数等于各用电器电阻倒数之和。

表达式: 12111R R R =+ 二、欧姆定律1.数学表达式:U I R= 其中I 代表电流,单位是AU 代表电压,单位是VR 代表电阻,单位是Ω2.说明:(1)I 、U 、R 三量必须对应同一导体(或者同一段电路);(2)I 、U 、R 三量对应的是同一时刻三、对电功公式的理解把握1.电功计算式:W =UIt其中W 代表电功, 单位是 JU 代表电压,单位是 VI 代表电流, 单位是At 代表通电时间,单位是s知识回顾说明:(1)I、U、t 必须对同一段电路、同一时刻而言。

(2) 式中各量必须采用国际单位;1度=1 kWh = 3.6×10 6 J。

(3)普遍适用公式,对任何类型用电器都适用。

2.电功导出式:W =I2Rt与2U W tR=只能用于如电烙铁、电热器、白炽灯等纯电阻电路(对含有电动机、日光灯等非纯电阻电路不能用)四、对电功率公式的理解把握1.电功率定义式:W Pt =其中P代表电功率,单位是WW代表电功,单位是Jt代表通电时间,单位是s说明:(1)P、W、t 必须对同一段电路、同一时刻而言。

(2) 式中各量必须采用国际单位;1度=1 kWh = 3.6×10 6 J。

(3)普遍适用公式,对任何类型用电器都适用。

2.电功率计算式:P=IU其中P代表电功率,单位是WI代表电流,单位是AU代表电压,单位是V说明:(1)I、U 必须对同一段电路而言。

备战2020年中考物理电学计算题解题方法全攻略

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用焦耳定律解决电学计算题解题策略1.电流通过导体产生的热量求解公式(1)焦耳定律:Q=I2Rt(2)纯电阻电路中,Q=W=Pt=U2t/R=UIt=I2Rt2.在利用焦耳定律求解计算题注意(1)涉及的四个物理量要一一对应,简单来说就是导体的电阻为R,通过这个导体的电流为I,通电时间为t,则电流通过导体产生的热量为Q=I2Rt(2)公式中各个物理量的单位必须都得是国际单位,即电流I的单位是安培(A)、电阻R的单位是欧姆(Ω)、时间t的单位是秒(s),则热量的单位是焦耳(J)类型1.利用焦耳定律直接求解【例题1】(2019北京)如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,电阻丝R1的阻值为10Ω.当开关S 闭合后,电压表的示数为2V,电流表的示数为0.4A.求:(1)通电10s电阻丝R1产生的热量;(2)电源两端的电压。

【答案】(1)通电10s电阻丝R1产生的热量为16J;(2)电源两端的电压为6V。

【解析】(1)通电10s电阻丝R1产生的热量:Q=I2R1t=(0.4A)2×10Ω×10s=16J。

(2)由I=得,R1两端的电压:类型与典例突破知识回顾U1=IR1=0.4A×10Ω=4V,根据串联电路电压规律可知,电源电压:U=U1+U2=4V+2V=6V。

类型2.结合图像获取信息,利用焦耳定律求解【例题2】(2017•淄博)如图甲所示。

电源电压保持不变,R0为定值电阻。

闭合开关S,将滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中,电压表示数U与电流表示数I间的关系图象如图乙所示。

求:(1)电源电压、R0的阻值、滑动变阻器的最大阻值。

(2)当滑片在a端时,通电1min电阻R0产生的热量。

【答案】(1)电源电压为12V,R0的阻值为10Ω,滑动变阻器的最大阻值为20Ω;(2)当滑片在a端时,通电1min电阻R0产生的热量为96J。

【解析】(1)当滑片位于b端时,电路为R0的简单电路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流,此时电路中的电流最大,由图乙可知,电源的电压U=12V,电路中的最大电流I大=1.2A,由I=可得,R0的阻值:R0===10Ω;当滑片位于a端时,R0与R串联,电流表测电路中的电流,电压表测R0两端的电压,此时电路中的电流最小,由图乙可知,电路中的电流I小=0.4A,U0=4V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压:U滑=U﹣U0=12V﹣4V=8V,则滑动变阻器的最大阻值:R===20Ω;(2)当滑片在a端时,通电1min电阻R0产生的热量:Q0=I小2R0t=(0.4A)2×10Ω×60s=96J。

2020年中考物理计算题解题方法全攻略:中考力电综合计算题

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/N0510********…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?【答案】(1)电源电压为11V;(2)当报警器开始报警时,踏板设定的最大压力值为150N;(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知识回顾典例突破触点B的位置,触点B应该向左移动8cm。

【解析】(1)闭合开关时,压力传感器R和R报警器R0串联,电压表测报警器R0两端的电压,由表格数据可知,当踏板空载时(F=0N),压力传感器的电阻为R=45Ω,已知R0=10Ω,电压表的示数为2V,此时电路中的电流:I= U0/ R0=2V/10Ω=0.2A,电源电压为:U=I(R+R0)=0.2A×(10Ω+45Ω)=11V;(2)报警器R0开始发出报警信号时,其电压为U0′=5V,此时电路中的电流:I′=U0′/ R0=5V/10Ω=0.5A,传感器两端的电压:U传=U﹣U0′=11V﹣5V=6V,此时传感器的阻值:R′= U传/ I′=6V/0.5A=12Ω,由图象可知,当传感器的阻值为12Ω时,对应的压力F压=25N,由题知,ABO为一水平杠杆,O为支点,AB:OB=5:1,则OB=OA/6=1/6×120cm=20cm,根据杠杆平衡条件可得:F压×OA=F踏×OB,即25N×6=F踏×1,解得F踏=150N,即踏板设定的最大压力值为150N;(3)若电源电压增大变为14V时,R0两端分得的电压增大,根据串联电路的分压特点可知,应增大压敏电阻分担的电压,保证R0两端分得的电压不变,此时就应该增大压敏电阻的阻值;因压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,所以应该减小压杆对传感器的压力,由杠杆平衡条件F压×OA=F踏×OB可知,OA不变,F踏不变,所以F压和OB成正比,要减小压杆对传感器的压力,应减小OB,即把踏板触点B向左移动。

2020年中考物理重难点专练25计算专题一力学综合计算-热点题型含解析

热点题型专练重难点25 综合计算题(一)——力学综合计算【解题思路】一、力学计算主要有:1.速度;2.固体产生的压强;3.液体产生的压强;4.浮力;5.功;6.功率;7.机械效率。

力学综合计算题就是这些基本的计算中的几类题的有机综合。

最常见的组合是:压强+浮力;浮力+杠杆;浮力+滑轮组:浮力+密度+压强;功+功率+机械效率。

所以力学综合计算基本上是以“浮力”为核心的组合,我们称为“浮力+”吧。

由于浮力计算公式多,情况复杂,所以很多同学感到解题困难。

二、解题思路:其实,复杂的问题都是由简单的问题有机组合而成。

我们要先学好每一种基本题型的计算,然后分析题目中的主次与关键突破口,对题目进行分解。

把“综合题”分解为一个个相对简单的单项计算题,问题就简单了。

例1.(2019广东省)如图所示,质量为960kg、的石材A放在水平地面上,利用滑轮组水平拉动A,使其在20s的时间内匀速向墙靠近了4m,水平拉力F=500N,不计绳、滑轮组的质量以及绳与滑轮组之间的摩擦,g取10N/kg。

求:(1)A对水平地面的压强;(2)A在运动过程中受到摩擦力的大小:(3)拉力F的功率.【答案】(1)A对水平地面的压强是1.92×104Pa (2)A在运动过程中受到摩擦力的大小是1000N (3)拉力F的功率是200W【简析】本题涉及摩擦、滑轮组、压强、机械功率等,是比较多的单项计算组合了。

我们仔细分析发现,这些单项之间的相关性不强,所以将它们分成对应的三个单项问题即可求解。

(1)求A对水平地面的压强。

这是“固体产生的压强”单项计算。

公式p=F/S。

只要找到F和S,代入公式计算即可。

“A放在水平地面上”,所以A对地面的压力等于自身的重力:F=G=mg=960kg×10N/kg=9.6×103N。

“底面积为0.5m2”,告诉了受力面积S=0.5 m2。

因此P=F/S=9.6×103N/0.5m2=1.92×104Pa。

(2020编)中考物理总复习专题14 初中热电综合计算题解题规律与思维方法-推荐

专题十四初中热电综合计算题解题规律与思维方法一、初中热电综合计算题概述解决热电综合计算题一般涉及到的物理公式包括物体吸热公式、放热公式、热值公式、热效率公式、电功公式、电功率公式等;涉及到的物理规律有热平衡思想、串联电路特点、欧姆定律、焦耳定律等。

二、初中热电综合计算题基本类型1.通过表格给出热学的、电学的一些数据,让学生分析有用的数据信息,结合热学电学规律、公式进行解决问题;2.通过情境图给出热学的、电学的一些数据,让学生分析有用的数据信息,结合热学电学规律、公式进行解决问题;3.通过原理图以及图像给出热学的、电学的一些数据,让学生分析有用的数据信息,结合热学电学规律、公式进行解决问题;三、初中力电综合计算题例题解析【例题1】小明的妈妈利用天然气灶烧水,把质量为1kg的20℃的水烧开(在标准大气压下).(1)通过观察天燃气表得知消耗了0.01m3的天然气,如果天然气的密度为0.7kg/m3,烧水时消耗天然气多少千克?(2)在此过程中水需要吸收多少热量?(3)用额定功率是800W的电热壶在220V额定电压下,烧开同样质量的水,若电能转化为内能的效率是84%,则通电时间是多少?【例题2】某电热水壶部分参数,额定电压220V,额定功率模糊不清,容积1L,加热效率90%,在额定电压下,将满壶水从10°C加热至沸腾(在1标准大气压下),用时5min,则水吸收的热量是J,电热水壶的额定功率是W.[C水=4.2×103J/(kg•℃)].【例题3】如图是我们家庭用的一种电热饮水机的简化电路图,其参数如下表,R1、R2 是发热电阻丝。

型号:YSJ-66额定电压220V加热功率1100W12保温功率 44W 水箱容积 5L 频率50Hz(1)若饮水机正常工作的加热效率为90%热至沸腾, 已知水的比热容是 4.2×103J/(kg ·℃),求:水需要吸收的热量是多少?烧开这些水消耗了多少电能?(2)当饮水机处于保温状态时,R 1的电阻值是多大?热电综合计算题达标综合训练1.如图(甲)所示是生活中常见的自动加热、保温的电水壶,它的铭牌如下面表格。

2020年中考物理计算题解题方法全攻略:中考力热综合计算题含答案

专题4.3 初中力热综合计算题知识回顾解决力热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、物体吸热公式、放热公式、热值公式、热效率公式等;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、焦耳定律以及热平衡方程等。

典例突破【例题1】(2019河南)在2018上海国际新能源汽车展上,各款车型争奇斗艳。

参展的新能源汽车大部分为电动汽车,其动力主要来源于电动机,如图所示是一款新型电动汽车,请你根据下面的数据进行计算:(1)若汽车质量为960kg,每个轮胎与地面的接触面积为200cm2,汽车静止在水平地面上时,它对地面的压强多大(g=l0N/kg)(2)该电动汽车内部的电池电压为75V,额定电流为100A,电动机工作时可以把80%的电能转化为动能,汽车以额定功率匀速行驶,当速度为36km/h时,所受平均阻力是多少?(3)普通汽车把汽车燃烧能量转化为动能的效率为25%.如果电动汽车以36km/h的速度在额定功率下匀速行驶100km,与普通汽车相比大约可以节省多少汽油?(汽油的热值是4.6×107J/kg,结果保留一位小数)【答案】(1)汽车静止在水平地面上时,它对地面的压强为1.2×105Pa;(2)汽车以额定功率匀速行驶,当速度为36km/h时,所受平均阻力是600N;(3)与普通汽车相比大约可以节省5.2kg的汽油。

【解析】(1)汽车静止在水平地面上时,对地面的压力:F=G=mg=960kg×10N/kg=9600N,受力面积:S=200cm2×4=800cm2=8×10﹣2m2,对地面的压强:p===1.2×105Pa;(2)电动机工作时的功率:P电=UI=75V×100A=7500W,由η=×100%可得,牵引力的功率:P机械=80%P电=80%×7500W=6000W,汽车行驶的速度:v=36km/h=10m/s,因汽车以额定功率匀速行驶时处于平衡状态,受到的阻力和牵引力是一对平衡力,所以,由P===Fv可得,所受平均阻力:f=F′===600N;(3)在额定功率下匀速行驶100km牵引力做的功:W=F′s=600N×100×103m=6×107J,由η=×100%可得,需要汽油完全燃烧释放的热量:Q放===2.4×108J,由Q放=mq可得,节省汽油的质量:m′==≈5.2kg。

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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/N0510********…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?【答案】(1)电源电压为11V;(2)当报警器开始报警时,踏板设定的最大压力值为150N;(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知识回顾典例突破触点B的位置,触点B应该向左移动8cm。

【解析】(1)闭合开关时,压力传感器R和R报警器R0串联,电压表测报警器R0两端的电压,由表格数据可知,当踏板空载时(F=0N),压力传感器的电阻为R=45Ω,已知R0=10Ω,电压表的示数为2V,此时电路中的电流:I= U0/ R0=2V/10Ω=0.2A,电源电压为:U=I(R+R0)=0.2A×(10Ω+45Ω)=11V;(2)报警器R0开始发出报警信号时,其电压为U0′=5V,此时电路中的电流:I′=U0′/ R0=5V/10Ω=0.5A,传感器两端的电压:U传=U﹣U0′=11V﹣5V=6V,此时传感器的阻值:R′= U传/ I′=6V/0.5A=12Ω,由图象可知,当传感器的阻值为12Ω时,对应的压力F压=25N,由题知,ABO为一水平杠杆,O为支点,AB:OB=5:1,则OB=OA/6=1/6×120cm=20cm,根据杠杆平衡条件可得:F压×OA=F踏×OB,即25N×6=F踏×1,解得F踏=150N,即踏板设定的最大压力值为150N;(3)若电源电压增大变为14V时,R0两端分得的电压增大,根据串联电路的分压特点可知,应增大压敏电阻分担的电压,保证R0两端分得的电压不变,此时就应该增大压敏电阻的阻值;因压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,所以应该减小压杆对传感器的压力,由杠杆平衡条件F压×OA=F踏×OB可知,OA不变,F踏不变,所以F压和OB成正比,要减小压杆对传感器的压力,应减小OB,即把踏板触点B向左移动。

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(即电压表示数仍然为5V),电路中的电流仍为0.5A;报警时压力传感器的电阻:R″= (U′- U0)/I= (14V- 5V)/0.5A =18Ω;由图象可知,当传感器的阻值为18Ω时,对应的压力为F压′=15N,根据杠杆平衡条件可得:F踏×OB′=F压′×OA,即150N×OB′=15N×1.2m,解得OB′=0.12m=12cm;移动的距离:s=OB﹣OB′=20cm﹣12cm=8cm,故触点B应该向左移动8cm。

【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,且只有一个面积为0.02m2的面承受海水压力。

(设海水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)(1)当电流表示数为0.2A时,求压敏电阻R2的阻值;(2)如图2所示,当压敏电阻R2的阻值为20Ω时,求此时压敏电阻R2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?【答案】(1)当电流表示数为0.2A时,压敏电阻R2的阻值为28Ω;(2)当压敏电阻R2的阻值为20Ω时,压敏电阻R2所在深度处的海水压强为2×106Pa;(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500m。

【解析】(1)由I=可得,当电流表示数为0.2A时电路的总电阻:R总===30Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,压敏电阻R2的阻值:R2=R总﹣R2=30Ω﹣2Ω=28Ω;(2)当压敏电阻R2的阻值为20Ω时,由图2可知,压敏电阻受到的压力F=4×104N,此时压敏电阻R2所在深度处的海水压强:p===2×106Pa;(3)当电流表的示数I′=0.6A时,使用此方法能测出海水的深度最大,此时电路的总电阻:R总′===10Ω,此时压敏电阻的阻值:R2′=R总′﹣R2=10Ω﹣2Ω=8Ω,由图2可知,压敏电阻受到的压力F′=10×104N,此时压敏电阻R2所在深度处的海水压强:p′===5×106Pa,由p=ρgh可得,使用此方法能测出海水的最大深度:h===500m。

中考达标训练题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/N050100150200250300…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,若电源电压可调,其它条件不变,则将电源电压调为V即可。

【答案】(1)为不损坏元件,报警电路允许消耗的最大功率是0.36W;(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1540Ω;(3)①500;②2;滑动变阻器的滑片P;报警器报警;③滑动变阻器的滑片P位置不变;(4)16。

【解析】A.知道电路的最大电流和电源电压,根据P=UI求出功率。

B.从表格数据知,压敏电阻每增加50N,电阻减小20Ω,求出压力为800N时的电阻,知道电源电压和报警时的电流求出电路总电阻,根据电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值至少为多少。

C.进行报警器调试时,第一,确定设定的压力。

第二,在表格中找到压力对应的电阻,让电阻箱调到压敏电阻设定压力的电阻值,电路接通2时,滑动滑动变阻器的滑片,使电路电流为报警电流0.01A,此时可以计算滑动变阻器此时的电阻。

第三,保持滑动变阻器的滑片位置不变,用压敏电阻代替电阻箱,电路接通1,电路即可正常报警。

D.由表格计算压敏电阻700N时的电阻,此时滑动变阻器的电阻不变,求出电路总电阻,知道报警电流,可以求出电源电压。

(1)由题知,电源电压为18V,电路中最大电流为20mA=0.02A,则报警电路允许消耗的最大功率:P最大=UI最大=18V×0.02A=0.36W;(2)报警时电路中的最小电流是10mA=0.01A,由欧姆定律可得,此时报警电路的总电阻为:R总===1800Ω,由表格数据可知,压敏电阻受到的压力每增加50N,其电阻会减小20Ω,则压敏电阻受到的压力为800N时,其阻值为:R X=580Ω﹣×20Ω=260Ω,所以,滑动变阻器的最大阻值至少为:R滑=R﹣R X=1800Ω﹣260Ω=1540Ω;(3)①由表格数据可知,压敏电阻受到的压力达到200N时,其对应的电阻值R X'=500Ω。

②为使报警电路可正常使用,应先让电阻箱调到压敏电阻达到设定压力时的电阻值500Ω,再将开关向2端闭合(电阻箱与滑动变阻器串联),调节滑动变阻器的滑片,使电路中的电流为报警电流0.01A,报警器报警。

此时滑动变阻器的阻值:R滑'=R总﹣R X'=1800Ω﹣500Ω=1300Ω;③保持滑动变阻器滑片P位置不变,将开关向1端闭合,压敏电阻和滑动变阻器串联,电路即可正常报警。

(4)对(3)中已调试好的报警电路,滑动变阻器的电阻不变,即R滑'=1300Ω,因压敏电阻受到的压力每增加50N,其电阻会减小20Ω,则压敏电阻受到的压力为700N时,其阻值为:R X″=580Ω﹣×20Ω=300Ω,此时电路的总电阻:R总′=R滑'+R X″=1300Ω+300Ω=1600Ω,此时电源电压应为:U′=IR总′=0.01A×1600Ω=16V。

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?【答案】(1)磁场对电流的作用;电流的方向;(2)电动汽车对水平地面的压强为4.5×105Pa;(3)电动汽车牵引力所做的功为2.592×107J;(4)电动汽车电能转化为机械能的效率是80%。

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