專題8物理解答題(原卷版+解析)

專題8物理解答題【命題重點】物理解答題在中考試卷中主要有兩種類型:力學(xué)綜合計算題和電學(xué)綜合計算題。力學(xué)計算中往往涉及速度、壓強、浮力、功和功率、簡單機械的運用等。電學(xué)計算往往涉及電壓、電流、電阻、電功和電功率等的計算。【方法要點】計算題的一般解答步驟:①認(rèn)真審題,明確現(xiàn)象與過程,明確給出的條件并挖掘題中的隱含條件。②確定答題的方向,弄清在考什么知識點,選擇合適的規(guī)律與公式。③列出表達式,注意適用條件和量的一一對應(yīng)。④代入數(shù)據(jù)求解,注意單位統(tǒng)一?！纠}精析】類型1力學(xué)綜合計算題【例1】為了控制疫情，全國很多地方實行疫區(qū)封閉管理，并使用無人機進行常態(tài)化安全巡查.如圖所示，是正在巡查的無人機，無人機起飛前，放在地面上時要確?！八哪_”著地，啟動后，利用遙控器可控制它運動和工作。無人機的部分參數(shù)如表.（g取10N/kg）求：機身質(zhì)量/kg24“四腳”著地的總面積/cm210電池充滿電后儲存電能/J36000最大水平速度/（m/s）5機身尺寸/mm400×300×200最大上升速度/（m/s）1（1）無人機停放在水平地面上時對地面的壓強是多少？（2）無人機從地面飛到離地30m高處，再以最大水平速度勻速水平飛行20m，此過程中重力做的功是多少？（3）無人機充滿電后在水平方向上以最大速度勻速飛行時一次可飛行5km，且電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為60%，求無人機以最大水平速度沿水平方向勻速飛行過程中受到的推力是多少？【變式1】某施工隊利用圖1所示海上打撈平臺裝置打撈物體，使用電動機和滑輪組將物體從海底豎直勻速吊起。圖2所示，物體到水面的距離為15m，A、B、C、D四個點是物體從海底豎直向上勻速吊起過程經(jīng)過的4個位置。圖3是物體所受拉力F隨時間t變化的圖象。（1）請在圖3物體所受拉力F隨時間t變化的圖象上標(biāo)出對應(yīng)的A、B、C、D四個點。（2）圖1物體旁邊的“●”表示該物體，請在上面畫出物體此時的受力示意圖，并在圖上標(biāo)出各個力的大小。（3）求物體從A到B起吊過程中的速度。（4）物體離開水面后從C被勻速提升到D，若電動機此時提供給滑輪組繩子自由端的動力為2×104N，且已知10s內(nèi)繩子自由端移動的距離是10m，求滑輪組的機械效率?！咀兪?】如圖為小明制作的“浮力秤”，可方便地稱量物體的質(zhì)量，其構(gòu)造如圖所示。已知小筒底面積為0.01m2，小筒和秤盤總重為0.6N．則：（ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）（1）如圖甲，當(dāng)秤盤上不放物體時，小筒處于（選填“漂浮”或“懸浮”）狀態(tài)，此時小筒受到的浮力是多少？（2）該“浮力秤”的零刻度線應(yīng)標(biāo)在小筒上何處（即A點距小筒底部的距離）？（3）如圖乙，在秤盤上放一物體后，小筒浸入水中的深度h＝0.2m，該物體的重力是多少？類型2電學(xué)綜合計算題【例2】如圖為一款利用高溫水蒸氣熨燙衣服的掛燙機，它的正常工作電壓為220V，水箱最多裝水0.3kg，加熱功率有大小兩個擋位。設(shè)計師最初設(shè)計的內(nèi)部電路有甲、乙兩種接法，其中電熱絲R1＝56Ω、R2＝44Ω。（1）使用掛燙機時，要插入三孔插座，是為了將金屬外殼與相連。（2）高溫水蒸氣熨燙衣服時，水蒸氣遇到衣服迅速（填物態(tài)變化名稱）成小水珠，放出熱量將衣服熨平，所以使用時要避免燙傷。（3）已知熔斷器里的保險絲允許通過的最大電流為8.2A，請通過計算說明設(shè)計師應(yīng)該選擇哪個電路。（4）按照所選的電路分別計算這款掛燙機兩個擋位的額定功率。【變式3】如圖甲所示是某興趣小組設(shè)計的家庭燃氣報警器電路示意圖，其中電源電壓保持恒定，R1是由氣敏材料制成的傳感器，其阻值與燃氣（主要成分為甲烷）的濃度的關(guān)系如下表：R2為滑動變阻器通過移動滑片P的位置來設(shè)定燃氣報警值：兩個小燈泡的額定功率均為6W均能正常工作，該報警器初始設(shè)置在3%的燃氣濃度報警，此時電流表的讀數(shù)為0.3A，電磁鐵A恰好能將銜鐵B吸下（電磁鐵線圈阻值忽略不計）燃氣濃度傳感器阻值Ω0%552%334%236%20R1阻值與天然氣的關(guān)系（1）報警器報警時，燈亮。（選填“L1”或”L2”）（2）該報警器初始設(shè)置在3%的燃氣濃度報警，測試時，報警器傳感器始終處于3%的燃氣中，閉合開關(guān)S，滑動變阻器滑片P從一端移到另一端，測得電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)的關(guān)系如圖乙所示，則該報警器在待機時（燃氣濃度為0%）消耗的總電功率為多少？（3）若想讓上述報警器在燃氣濃度達到2%時就報警，那么該如何調(diào)節(jié)滑動變阻器，并請簡述其中的科學(xué)原理?！咀兪?】如圖甲是某品牌電壓力鍋，圖乙所示是它的簡化電路圖。R1、R2是定值電阻，閉合開關(guān)S1，開關(guān)S2與觸點b接通，電壓力鍋處于加熱狀態(tài)，此時電壓力鍋的功率P1＝1000W，通過R1的電流為I1，當(dāng)鍋內(nèi)的氣壓達到設(shè)定值時，S2自動與觸點b斷開并與觸電a接通，S1仍閉合。電壓力鍋處于保壓狀態(tài)，此時電壓力鍋的功率為P2，通過R2的電流為I2．圖2是表示做好某次飯的過程中，電壓力鍋從加熱到保壓消耗的電功率與時間的關(guān)系，已知I1＝5I2．求：（1）電壓力鍋處于加熱狀態(tài)時，通過電阻R1的電流。（2）電壓力鍋處于保壓狀態(tài)時的功率P2。（3）電壓力鍋在20分鐘時間消耗電能多少千瓦時？（4）用電高峰期，電路的實際電壓為210V，電壓力鍋做好同樣一次飯，處于加熱過程實際需要的時間。（不考慮能量損失）【針對訓(xùn)練】1．如圖甲所示，是我國著名民營企業(yè)生產(chǎn)的力帆100E型電動微型轎車。轎車載著乘客在水平公路上勻速直線行駛。已知轎車和乘客的總質(zhì)量m＝600kg。受到的阻力f大小恒為轎車總重的0.1倍，輪胎與路面接觸的總面積S＝3×10﹣2m2。求：（1）請在圖乙上畫出汽車受力的示意圖。（2）轎車受到的牽引力。（3）轎車和乘客對路面產(chǎn)生的壓強。2．如圖甲、乙所示，水平桌面上有兩個高為30cm的柱形容器，現(xiàn)將兩個完全相同的圓柱形金屬塊（重120N、高20cm、底面積100cm2）分別置于柱形容器底部。其中，乙圖的金屬塊與容器底部之間用少量蠟密封（不計蠟的質(zhì)量）。取g＝10N/kg。（1）計算甲圖中金屬塊對容器底部的壓強。（2）乙圖中，向容器內(nèi)加水至液面高度為10cm，求金屬塊對容器底部的壓力。（取大氣壓強p0＝1.0×105Pa）（3）若向甲圖中容器內(nèi)加水，畫出從開始加水至容器裝滿水的過程中金屬塊對容器底部壓力F隨容器中液面高度h變化的圖象（需標(biāo)注相應(yīng)的數(shù)據(jù)）。3．如圖甲所示，一個質(zhì)量為270g的鋁塊用輕質(zhì)的不可伸縮的細線系在彈簧測力計的掛鉤上，鋁塊的下表面剛好接觸未知液體的液面（ρ鋁＝2.7×103kg/m3）．將鋁塊緩慢浸入未知液體中，彈簧測力計的示數(shù)隨鋁塊浸入深度的變化情況如圖乙所示．求：（1）鋁塊浸沒時所受的浮力大??；（2）未知液體的密度大小；（3）當(dāng)鋁塊浸入未知液體中的深度為5cm時，彈簧測力計的示數(shù)大?。?．某科技小組的同學(xué)用泡沫塑料盒燈泡制作了一個航標(biāo)燈模具，如圖所示。航標(biāo)燈A總重4N，A底部與浮子B用細線相連。當(dāng)水位上升時，浮子B下降；水位下降時，浮子B上升，使航標(biāo)燈A靜止時浸入水中的深度始終保持相同，航標(biāo)燈A靜止時排開水的重力為6N，浮子B重0.5N（不計繩重和摩擦）。求：（1）航標(biāo)燈A靜止時受到的浮力是多大？（2）航標(biāo)燈A靜止時，細繩對A的拉力為多大？（3）浮子B的密度為多大？5．如圖，高壓鍋是家庭廚房中常見的炊具，利用它可將食物加熱到100℃以上，它省時高效，深受消費者歡迎。（1）小明測得家中高壓鍋出氣孔的橫截面積S為12mm2，壓在出氣孔上的安全閥的質(zhì)量為72g，g取10N/kg，計算安全閥自重對出氣孔處氣體所產(chǎn)生的壓強。（2）當(dāng)高壓鍋內(nèi)氣壓增大到某一值時，鍋內(nèi)氣體就能自動頂開安全閥放氣。在外界為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的環(huán)境下，該高壓鍋內(nèi)的氣體能達到的最大壓強是多少？對照圖所示水的沸點與氣壓的關(guān)系圖線，利用這種高壓鍋燒煮食物時可以到達的最高溫度大約是多少？（大氣壓值取1.0×105Pa）6．實際使用的電流表和電壓表都是由小量程的電流表改裝而成的，圖甲中靈敏電流表G的滿偏電流（即允許通過的最大電流）Ig＝3mA，其電阻Rg＝10Ω，問：（1）靈敏電流表G的兩端的允許最大電壓Ug為多少？（2）若要把它改裝為一個量程為0.6A的電流表（如圖乙），需要給它并聯(lián)一個多大的電阻R0？（保留兩位小數(shù)）（3）若要把G改裝為一個量程為3V的電壓表，需要串聯(lián)一個多大的電阻？7．如圖所示兩個方案是某中學(xué)九年級物理課外實踐活動小組設(shè)計的風(fēng)力測量儀的電路示意圖，電源電壓U＝15V不變，電壓表的量程是0﹣15V，電流表的量程是0﹣3A，電阻R1＝10Ω，均勻電阻絲的阻值R2＝20Ω，金屬絲（電阻忽略不計）的上墻固定在O點，下端系有一塊塑料片A，當(dāng)風(fēng)從右向左吹動塑料片時，金屬絲向左擺動并與電阻始終保持良好的接觸，風(fēng)力最強時，金屬絲均能滑至電阻絲的最左端，無風(fēng)時，自然垂滑到電阻絲的最右端。（1）請分別計算兩種方案中電表的示數(shù)變化范圍。（2）分析說明甲乙兩種方案中的電表盤上的刻度是否均勻。8．天氣狀況對安全行車的影響極大。如圖1是一款高智能汽車的后視鏡，其電路原理圖如圖2所示。該后視鏡有三個擋位工作，分別能夠防霧、除雨露、除冰霜，三種功能依次需要后視鏡提供更多的熱量，車主只需通過轉(zhuǎn)動旋鈕開關(guān)就可讓其工作。已知車載電源電壓為100V，電熱絲R1＝100Ω，電熱絲R2＝200Ω，電熱絲R3＝300Ω，求：（1）當(dāng)開啟防霧功能時，連入電路中的總電阻；（2）當(dāng)開啟除雨露功能時，流過旋鈕開關(guān)的電流；（3）當(dāng)開啟除冰霜功能時，該電路的總功率。9．閱讀下面短文并回答問題混合動力汽車如圖1是我國自主研制生產(chǎn)的一種環(huán)保混合動力實驗汽車。啟動時，內(nèi)燃機不工作，車內(nèi)蓄電池輸出能量；當(dāng)高速行駛或蓄電池儲存電能過低時，內(nèi)燃機啟動，既可以向車輪輸出能量，同時可以向蓄電池充電；當(dāng)車輛需要全力加速時，內(nèi)燃機、蓄電池可以同時向車輪輸出能量。測試人員駕駛該車在平直公路上以50km/h的速度勻速行駛1h，觀察儀表盤，發(fā)現(xiàn)這段時間內(nèi)燃機消耗燃油10kg，蓄電池儲存的能量增加了3.8×107J，汽油的熱值為4.6×107J/kg，該車行駛時所受阻力f和車速v的關(guān)系如圖2所示。測試過程中該車內(nèi)燃機消耗燃油實現(xiàn)了對蓄電池充電同時驅(qū)動汽車行駛，則此過程中該車內(nèi)燃機的能量轉(zhuǎn)化效率為多少？10．如圖1為某校物理小組設(shè)計的具有加熱和保溫功能的電熱器內(nèi)部簡化電路。Rt為熱敏電阻，阻值隨溫度升高而減小。R1、R2、R3，均為電熱絲，且R1＝R2＝100Ω，電磁鐵線圈的電阻不計。閉合開關(guān)S1、S2，電熱器開始加熱。請解答下列問題：（1）控制電路中，電磁鐵的上端是。（2）加熱時，動觸點a與上方靜觸點b、c接通，工作電路的總功率是多少？（3）電磁鐵對銜鐵的吸引力F與控制電路中電流I的關(guān)系如圖2所示。當(dāng)電磁鐵對銜鐵的吸引力為1.5N時，動觸點a與下方靜觸點d接通，進入保溫狀態(tài)，此時熱敏電阻Rt的阻值是多少？（4）保溫狀態(tài)下，R1的功率為81W，則工作電路30s消耗的電能是多少？專題8物理解答題【命題重點】物理解答題在中考試卷中主要有兩種類型:力學(xué)綜合計算題和電學(xué)綜合計算題。力學(xué)計算中往往涉及速度、壓強、浮力、功和功率、簡單機械的運用等。電學(xué)計算往往涉及電壓、電流、電阻、電功和電功率等的計算?！痉椒ㄒc】計算題的一般解答步驟:①認(rèn)真審題,明確現(xiàn)象與過程,明確給出的條件并挖掘題中的隱含條件。②確定答題的方向,弄清在考什么知識點,選擇合適的規(guī)律與公式。③列出表達式,注意適用條件和量的一一對應(yīng)。④代入數(shù)據(jù)求解,注意單位統(tǒng)一。【例題精析】類型1力學(xué)綜合計算題【例1】為了控制疫情，全國很多地方實行疫區(qū)封閉管理，并使用無人機進行常態(tài)化安全巡查.如圖所示，是正在巡查的無人機，無人機起飛前，放在地面上時要確保“四腳”著地，啟動后，利用遙控器可控制它運動和工作。無人機的部分參數(shù)如表.（g取10N/kg）求：機身質(zhì)量/kg24“四腳”著地的總面積/cm210電池充滿電后儲存電能/J36000最大水平速度/（m/s）5機身尺寸/mm400×300×200最大上升速度/（m/s）1（1）無人機停放在水平地面上時對地面的壓強是多少？（2）無人機從地面飛到離地30m高處，再以最大水平速度勻速水平飛行20m，此過程中重力做的功是多少？（3）無人機充滿電后在水平方向上以最大速度勻速飛行時一次可飛行5km，且電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為60%，求無人機以最大水平速度沿水平方向勻速飛行過程中受到的推力是多少？【解答】解：（1）無人機對水平地面的壓力為：F＝G＝mg＝24kg×10N/kg＝240N，對地面的壓強：p=FS=（2）無人機飛行時重力不做功，只有豎直上升過程中的重力做功，此過程中重力做的功：W＝Gh＝mgh＝24kg×10N/kg×30m＝7200J。（3）水平飛行獲得的機械能為：W機＝W電×60%＝36000J×60%＝2.16×104J，無人機在水平勻速飛行的過程中受到的推力為：F=W答：（1）無人機停放在水平地面上時對地面的壓強是2.4×105Pa；（2）此過程中重力做的功是7200J；（3）無人機以最大水平速度沿水平方向勻速飛行過程中受到的推力是4.32N。【變式1】某施工隊利用圖1所示海上打撈平臺裝置打撈物體，使用電動機和滑輪組將物體從海底豎直勻速吊起。圖2所示，物體到水面的距離為15m，A、B、C、D四個點是物體從海底豎直向上勻速吊起過程經(jīng)過的4個位置。圖3是物體所受拉力F隨時間t變化的圖象。（1）請在圖3物體所受拉力F隨時間t變化的圖象上標(biāo)出對應(yīng)的A、B、C、D四個點。（2）圖1物體旁邊的“●”表示該物體，請在上面畫出物體此時的受力示意圖，并在圖上標(biāo)出各個力的大小。（3）求物體從A到B起吊過程中的速度。（4）物體離開水面后從C被勻速提升到D，若電動機此時提供給滑輪組繩子自由端的動力為2×104N，且已知10s內(nèi)繩子自由端移動的距離是10m，求滑輪組的機械效率?！窘獯稹拷猓海?）由圖乙可知，物體從A、B、C到D，一開始全浸入，后來部分露出，再后來離開水面，物體受到的浮力先不變、后變小，最后受到的浮力為0，而拉力F＝G﹣F浮，物體所受拉力0先不變、后增大，再后來又不變，A、B、C．D四個點在圖中的位置如圖所示：（2）浸沒在水中的物體受到浮力、重力、滑輪組拉力的作用，三力的作用點都畫在物體的重心，如圖所示：物體從C點以后，脫離水面，物體受到的拉力F1＝3×104N，物體重力G＝F1＝3×104N；物體從A點到B點，物體浸沒水中，物體受到的拉力F2＝2×104N，物體受到的浮力F浮＝G﹣F2＝3×104N﹣2×104N＝1×104N；（3）物體到水面的距離s＝15m，t＝30s，物體從A到B起吊過程中的速度：v=s（4）物體離開水面后從C被勻速提升到D，若電動機此時提供給滑輪組繩子自由端的動力F＝2×104N，由圖知，n＝2，繩子自由端移動的距離s＝2h，滑輪組的機械效率：η=W故答案為：（1）A、B、C、D四個點的位置如圖所示；（2）物體此時的受力示意圖如圖所示；（3）物體從A到B起吊過程中的速度為0.5m/s；（4）滑輪組的機械效率為75%。【變式2】如圖為小明制作的“浮力秤”，可方便地稱量物體的質(zhì)量，其構(gòu)造如圖所示。已知小筒底面積為0.01m2，小筒和秤盤總重為0.6N．則：（ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）（1）如圖甲，當(dāng)秤盤上不放物體時，小筒處于（選填“漂浮”或“懸浮”）狀態(tài)，此時小筒受到的浮力是多少？（2）該“浮力秤”的零刻度線應(yīng)標(biāo)在小筒上何處（即A點距小筒底部的距離）？（3）如圖乙，在秤盤上放一物體后，小筒浸入水中的深度h＝0.2m，該物體的重力是多少？【解答】解：（1）因為當(dāng)秤盤上不放物體時，小筒漂浮，小筒和秤盤總重G0＝0.6N，所以此時小筒受到的浮力為：F?。紾0＝0.6N；（2）根據(jù)F?。溅岩篻V排得，當(dāng)秤盤上不放物體時，小筒排開水的體積為：V排=F浮ρ水g由V＝Sh得，小筒底部所處的深度為：h=V排S（3）在秤盤上放一物體后小筒受到的浮力：F浮′＝ρ液gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m2×0.2m＝20N，物體的重力為：G＝F浮′﹣G0＝20N﹣0.6N＝19.4N，答：（1）漂?。唬?）該“浮力秤”的零刻度線應(yīng)標(biāo)在小筒上6×10﹣3m處；（3）如圖乙，在秤盤上放一物體后，小筒浸入水中的深度h＝0.2m，該物體的重力是19.4N。類型2電學(xué)綜合計算題【例2】如圖為一款利用高溫水蒸氣熨燙衣服的掛燙機，它的正常工作電壓為220V，水箱最多裝水0.3kg，加熱功率有大小兩個擋位。設(shè)計師最初設(shè)計的內(nèi)部電路有甲、乙兩種接法，其中電熱絲R1＝56Ω、R2＝44Ω。（1）使用掛燙機時，要插入三孔插座，是為了將金屬外殼與相連。（2）高溫水蒸氣熨燙衣服時，水蒸氣遇到衣服迅速（填物態(tài)變化名稱）成小水珠，放出熱量將衣服熨平，所以使用時要避免燙傷。（3）已知熔斷器里的保險絲允許通過的最大電流為8.2A，請通過計算說明設(shè)計師應(yīng)該選擇哪個電路。（4）按照所選的電路分別計算這款掛燙機兩個擋位的額定功率?！窘獯稹拷猓海?）電加熱器屬于金屬外殼用電器，因此與電冰箱外殼相連接的是地線，這樣即使金屬外殼帶電，電流會通過地線導(dǎo)入大地，防止造成觸電事故的發(fā)生；（2）高溫水蒸氣熨燙衣服時，水蒸氣遇到衣服時迅速由氣態(tài)變成液態(tài)是液化現(xiàn)象，液化要放出大量的熱，從而將衣服熨平；（3）如果選擇甲電路，當(dāng)開關(guān)旋至1、2之間時，電路為R2的簡單電路，此時的電路中的電流最大，則電路中的最大電流：I大=U如果選擇乙電路，當(dāng)開關(guān)旋至1、2之間時，R1、R2并聯(lián)，此時電路中電流最大，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且干路電流等于各支路電流之和，所以，電路中的最大電流：I大′＝I1+I2=U因熔斷器里的保險絲允許通過的最大電流為8.2A，所以，設(shè)計師應(yīng)該選擇甲電路；（4）甲掛燙機大功率擋工作時，電路中電流為5A，此時的功率：P1＝UI大＝220V×5A＝1100W；掛燙機小功率擋工作時，R1、R2串聯(lián)，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，此時的功率：P2=U答：（1）地線；（2）液化；（3）通過計算可知設(shè)計師應(yīng)該選擇甲電路；（4）該掛燙機的兩個擋位的額定功率分別是1100W和484W。【變式3】如圖甲所示是某興趣小組設(shè)計的家庭燃氣報警器電路示意圖，其中電源電壓保持恒定，R1是由氣敏材料制成的傳感器，其阻值與燃氣（主要成分為甲烷）的濃度的關(guān)系如下表：R2為滑動變阻器通過移動滑片P的位置來設(shè)定燃氣報警值：兩個小燈泡的額定功率均為6W均能正常工作，該報警器初始設(shè)置在3%的燃氣濃度報警，此時電流表的讀數(shù)為0.3A，電磁鐵A恰好能將銜鐵B吸下（電磁鐵線圈阻值忽略不計）燃氣濃度傳感器阻值Ω0%552%334%236%20R1阻值與天然氣的關(guān)系（1）報警器報警時，燈亮。（選填“L1”或”L2”）（2）該報警器初始設(shè)置在3%的燃氣濃度報警，測試時，報警器傳感器始終處于3%的燃氣中，閉合開關(guān)S，滑動變阻器滑片P從一端移到另一端，測得電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)的關(guān)系如圖乙所示，則該報警器在待機時（燃氣濃度為0%）消耗的總電功率為多少？（3）若想讓上述報警器在燃氣濃度達到2%時就報警，那么該如何調(diào)節(jié)滑動變阻器，并請簡述其中的科學(xué)原理。【解答】解：（1）報警器報警時，電磁鐵A恰好能將銜鐵B吸下，由圖甲可知，L1燈亮；（2）由甲電路圖可知，控制電路中R1、R2串聯(lián)，電壓表測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流，當(dāng)R2接入電路中的電阻為零時，電路中的電流最大，圖乙可知，I大＝0.4A，由I=UU＝I大R1＝0.4A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣①該報警器初始設(shè)置在3%的燃氣濃度報警，電路圖的電流I＝0.3A時，電壓表的示數(shù)U2＝3V，則變阻器接入電路中的電阻：R2=U因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，電源的電壓：U＝I（R1+R2）＝0.3A×（R1+10Ω）﹣﹣﹣﹣﹣②由①②可得：U＝12V，R1＝30Ω，由表格數(shù)據(jù)可知，該報警器在待機時，氣敏電阻的阻值R1′＝55Ω，則控制電路消耗的總功率：P控制=U該報警器在待機時消耗的總電功率：P＝P控制+PL2＝2.2W+6W＝8.2W；（3）要使在燃氣濃度達到2%時就報警，此時的電流為0.3A，氣敏電阻的阻值R1″＝33Ω，此時電路中的總電阻：R=U則滑動變阻器接入電路中的電阻：R2′＝R﹣R1″＝40Ω﹣33Ω＝7Ω。答：（1）L1；（2）該報警器在待機時消耗的總電功率為8.2W；（3）上述報警器在燃氣濃度達到2%時就報警，調(diào)節(jié)滑動變阻器接入電路中的電阻為7Ω；當(dāng)燃氣濃度達到2%時，R1和R2的總電阻達到40Ω，電路中的電流達到0.3A，報警器報警?！咀兪?】如圖甲是某品牌電壓力鍋，圖乙所示是它的簡化電路圖。R1、R2是定值電阻，閉合開關(guān)S1，開關(guān)S2與觸點b接通，電壓力鍋處于加熱狀態(tài)，此時電壓力鍋的功率P1＝1000W，通過R1的電流為I1，當(dāng)鍋內(nèi)的氣壓達到設(shè)定值時，S2自動與觸點b斷開并與觸電a接通，S1仍閉合。電壓力鍋處于保壓狀態(tài)，此時電壓力鍋的功率為P2，通過R2的電流為I2．圖2是表示做好某次飯的過程中，電壓力鍋從加熱到保壓消耗的電功率與時間的關(guān)系，已知I1＝5I2．求：（1）電壓力鍋處于加熱狀態(tài)時，通過電阻R1的電流。（2）電壓力鍋處于保壓狀態(tài)時的功率P2。（3）電壓力鍋在20分鐘時間消耗電能多少千瓦時？（4）用電高峰期，電路的實際電壓為210V，電壓力鍋做好同樣一次飯，處于加熱過程實際需要的時間。（不考慮能量損失）【解答】解：（1）閉合開關(guān)S1，開關(guān)S2與觸點b接通時，電路為R1的簡單電路，電壓力鍋處于加熱狀態(tài)，由P＝UI可得，通過電阻R1的電流：I1=P（2）當(dāng)鍋內(nèi)的氣壓達到設(shè)定值時，S2自動與觸點b斷開并與觸電a接通，此時電路為R2的簡單電路，電壓力鍋處于保壓狀態(tài)，由I1＝5I2可得，此時電路中的電流：I2=15I1=1則保壓狀態(tài)時的功率：P2＝UI2＝220V×10（3）由圖丙可知，加熱時間t1＝10min＝600s，保壓時間t2＝20min﹣10min＝10min＝600s，由P=WW＝W1+W2＝P1t1+P2t2＝1000W×600s+200W×600s＝7.2×105J＝0.2kW?h；（4）不考慮能量損失，做好同樣一次飯在加熱狀態(tài)下消耗的電能相等，即W1＝W1實，所以，根據(jù)W=UU2R1t1=解得：t1實=U2U實答：（1）電壓力鍋處于加熱狀態(tài)時，通過電阻R1的電流為4.5A。（2）電壓力鍋處于保壓狀態(tài)時的功率P2為200W。（3）電壓力鍋在20分鐘時間消耗電能為0.2kW?h；（4）電壓力鍋做好同樣一次飯，處于加熱過程實際需要的時間為10.98min?！踞槍τ?xùn)練】1．如圖甲所示，是我國著名民營企業(yè)生產(chǎn)的力帆100E型電動微型轎車。轎車載著乘客在水平公路上勻速直線行駛。已知轎車和乘客的總質(zhì)量m＝600kg。受到的阻力f大小恒為轎車總重的0.1倍，輪胎與路面接觸的總面積S＝3×10﹣2m2。求：（1）請在圖乙上畫出汽車受力的示意圖。（2）轎車受到的牽引力。（3）轎車和乘客對路面產(chǎn)生的壓強?！窘獯稹拷猓海?）轎車載著乘客在水平公路上勻速直線行駛時，水平方向受到的牽引力和阻力、豎直方向受到的重力和支持力的作用處于平衡狀態(tài)，汽車受力的示意圖如下圖所示：（2）橋車和乘客的總重力：G＝mg＝600kg×10N/kg＝6000N，因轎車載著乘客在水平公路上勻速直線行駛時處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對平衡力，所以，轎車受到的牽引力F牽＝f＝0.1G＝0.1×6000N＝600N；（3）轎車對路面的壓力：F＝G＝6000N，轎車對路面產(chǎn)生的壓強：p=FS=答：（1）如上圖所示；（2）轎車受到的牽引力為600N；（3）轎車對路面產(chǎn)生的壓強為2×105Pa。2．如圖甲、乙所示，水平桌面上有兩個高為30cm的柱形容器，現(xiàn)將兩個完全相同的圓柱形金屬塊（重120N、高20cm、底面積100cm2）分別置于柱形容器底部。其中，乙圖的金屬塊與容器底部之間用少量蠟密封（不計蠟的質(zhì)量）。取g＝10N/kg。（1）計算甲圖中金屬塊對容器底部的壓強。（2）乙圖中，向容器內(nèi)加水至液面高度為10cm，求金屬塊對容器底部的壓力。（取大氣壓強p0＝1.0×105Pa）（3）若向甲圖中容器內(nèi)加水，畫出從開始加水至容器裝滿水的過程中金屬塊對容器底部壓力F隨容器中液面高度h變化的圖象（需標(biāo)注相應(yīng)的數(shù)據(jù)）?！窘獯稹拷猓海?）金屬塊重120N，底面積100cm2，金屬塊對容器底部的壓力等于其重力，F(xiàn)甲＝G＝120N，甲圖中金屬塊對容器底部的壓強p1=F甲S（2）乙底部用蠟密封，加入水后，乙不受浮力，對乙受力分析，容器對乙的支持力等于乙的重力加上大氣壓力，F(xiàn)大氣＝p0S乙＝105Pa×10﹣2m2＝1000N，金屬塊對容器底部的壓力：F＝G乙+F大氣＝120N+1000N＝1120N；（3）①金屬塊重120N、高20cm、底面積100cm2，沒有加水時，對容器底部的壓力等于120N；②若向甲圖中容器內(nèi)加水，在水面從0升高到20cm的過程中，排開水的體積變大，由阿基米德原理：F浮＝ρ水gV排＝ρ水gSh，物體受到的浮力逐漸變大，且與h成正比，這個過程中金屬塊對容器底部的壓力：F2＝G﹣ρ水gSh，可知F2為關(guān)于h的一次減函數(shù)；③物體剛好浸沒時，由阿基米德原理求出受到的浮力：F?。溅阉甮V排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m×100×10﹣4m2＝20N（小于120N，金屬塊不能上?。闪Φ钠胶饪傻媒饘賶K對容器底部的壓力：F3＝120N﹣20N＝100N；至容器裝滿水的過程中，金屬塊受到的浮力不變，金屬塊對容器底部的壓力仍為100N，故從開始加水至容器裝滿水（水高為30cm）的過程中金屬塊對容器底部壓力如下所示：故答案為：（1）甲圖中金屬塊對容器底部的壓強為1.2×104Pa；（2）金屬塊對容器底部的壓力為1120N；（3）如上所示。3．如圖甲所示，一個質(zhì)量為270g的鋁塊用輕質(zhì)的不可伸縮的細線系在彈簧測力計的掛鉤上，鋁塊的下表面剛好接觸未知液體的液面（ρ鋁＝2.7×103kg/m3）．將鋁塊緩慢浸入未知液體中，彈簧測力計的示數(shù)隨鋁塊浸入深度的變化情況如圖乙所示．求：（1）鋁塊浸沒時所受的浮力大小；（2）未知液體的密度大小；（3）當(dāng)鋁塊浸入未知液體中的深度為5cm時，彈簧測力計的示數(shù)大小．【解答】解：（1）鋁塊的質(zhì)量：m＝270g＝0.27kg，鋁塊受到的重力：G＝mg＝0.27kg×10N/kg＝2.7N；由圖知，鋁塊浸沒在液體中時，彈簧測力計的示數(shù)F拉＝1.5N，鋁塊浸沒時受到的浮力：F?。紾﹣F拉＝2.7N﹣1.5N＝1.2N；（2）根據(jù)ρ=mV可得，鋁塊的體積：V鋁=mρ鋁鋁塊浸沒在液體中時，V排＝V鋁＝1×10﹣4m3；根據(jù)F?。溅岩篻V排可得，未知液體的密度：ρ液=F浮V排g（3）由圖可知，鋁塊的高度為h＝10cm＝0.1m，則鋁塊的底面積S=V鋁h=1×1所以當(dāng)鋁塊浸入未知液體中的深度為5cm時，排開液體的體積：V排′＝Sh′＝1×10﹣3m2×0.05m＝5×10﹣5m3，此時鋁塊受到的浮力F′?。溅岩篻V′排＝1.2×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣5m3＝0.6N；則此時彈簧測力計的示數(shù)大小F′拉＝G﹣F′?。?.7N﹣0.6N＝2.1N．答：（1）鋁塊浸沒時所受的浮力大小為1.2N；（2）未知液體的密度大小為1.2×103kg/m3；（3）當(dāng)鋁塊浸入未知液體中的深度為5cm時，彈簧測力計的示數(shù)大小為2.1N．4．某科技小組的同學(xué)用泡沫塑料盒燈泡制作了一個航標(biāo)燈模具，如圖所示。航標(biāo)燈A總重4N，A底部與浮子B用細線相連。當(dāng)水位上升時，浮子B下降；水位下降時，浮子B上升，使航標(biāo)燈A靜止時浸入水中的深度始終保持相同，航標(biāo)燈A靜止時排開水的重力為6N，浮子B重0.5N（不計繩重和摩擦）。求：（1）航標(biāo)燈A靜止時受到的浮力是多大？（2）航標(biāo)燈A靜止時，細繩對A的拉力為多大？（3）浮子B的密度為多大？【解答】解：（1）航標(biāo)燈A靜止時，根據(jù)阿基米德原理可得，A受到的浮力：FA?。紾排＝6N；（2）A在浮力、重力和拉力作用下保持靜止，則繩子對A的拉力：F＝FA浮﹣GA＝6N﹣4N＝2N；（3）B受到繩子向下的拉力為：F′＝F＝2N，B在浮力、重力和拉力作用下保持靜止，則浮子B受到的浮力：FB?。紾B+F′＝0.5N+2N＝2.5N，由F?。溅裧V排得，浮子B的體積：VB＝V排=FB浮ρ水g由G＝mg可得，浮子B的質(zhì)量：mB=G浮子B的密度：ρB=mBVB=答：（1）航標(biāo)燈A靜止時受到的浮力是6N；（2）航標(biāo)燈A靜止時，細繩對A的拉力為2N；（3）浮子B的密度為0.2×103kg/m3。5．如圖，高壓鍋是家庭廚房中常見的炊具，利用它可將食物加熱到100℃以上，它省時高效，深受消費者歡迎。（1）小明測得家中高壓鍋出氣孔的橫截面積S為12mm2，壓在出氣孔上的安全閥的質(zhì)量為72g，g取10N/kg，計算安全閥自重對出氣孔處氣體所產(chǎn)生的壓強。（2）當(dāng)高壓鍋內(nèi)氣壓增大到某一值時，鍋內(nèi)氣體就能自動頂開安全閥放氣。在外界為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的環(huán)境下，該高壓鍋內(nèi)的氣體能達到的最大壓強是多少？對照圖所示水的沸點與氣壓的關(guān)系圖線，利用這種高壓鍋燒煮食物時可以到達的最高溫度大約是多少？（大氣壓值取1.0×105Pa）【解答】解：（1）限壓閥的重力：G＝mg＝0.072kg×10N/kg＝0.72N，氣孔的面積：S＝12mm2＝1.2×10﹣5m2限壓閥對氣孔處氣體產(chǎn)生的壓強：p=FS=（2）由題意知：鍋內(nèi)氣壓等于一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓與限壓閥對氣體壓強之和，則鍋內(nèi)氣壓是1.0×105Pa+6×104Pa＝1.6×105Pa；對照圖象可知，當(dāng)氣壓為1.6×105Pa時，所對應(yīng)的溫度大約是115℃。答：（1）限壓閥自重對出氣孔處氣體所產(chǎn)生的壓強為6×104pa；（2）在外界為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的環(huán)境下，該高壓鍋內(nèi)的氣體能達到的最大壓強是1.6×105Pa；利用這種高壓鍋燒煮食物時，可以達到的最高溫度大約是115℃。6．實際使用的電流表和電壓表都是由小量程的電流表改裝而成的，圖甲中靈敏電流表G的滿偏電流（即允許通過的最大電流）Ig＝3mA，其電阻Rg＝10Ω，問：（1）靈敏電流表G的兩端的允許最大電壓Ug為多少？（2）若要把它改裝為一個量程為0.6A的電流表（如圖乙），需要給它并聯(lián)一個多大的電阻R0？（保留兩位小數(shù)）（3）若要把G改裝為一個量程為3V的電壓表，需要串聯(lián)一個多大的電阻？【解答】解：（1）根據(jù)I=UUg＝IgRg＝3×10﹣3A×10Ω＝0.03V；（2）由題意可知，要把靈敏電流表G改裝為一個量程為0.6A的電流表時，應(yīng)并聯(lián)一個電阻R0，因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，當(dāng)改裝后的電流表滿偏時，通過并聯(lián)電阻R0的電流：I0＝IA﹣Ig＝0.6A﹣0.003A＝0.597A，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以，由I=UR可得，電阻RR0=U（3）若要把G改裝為一個量程為3V的電壓表，應(yīng)串聯(lián)一個電阻R1，當(dāng)改裝后的電壓表滿偏時，電路中的電流為Ig＝3mA＝0.003A，此時電路中的總電阻：RV=U因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，串聯(lián)電阻的阻值：R1＝RV﹣Rg＝1000Ω﹣10Ω＝990Ω。答：（1）靈敏電流表G的兩端的允許最大電壓Ug為0.03V；（2）若要把它改裝為一個量程為0.6A的電流表（如圖乙），需要給它并聯(lián)一個0.05Ω的電阻R0；（3）若要把G改裝為一個量程為3V的電壓表，需要串聯(lián)一個990Ω的電阻。7．如圖所示兩個方案是某中學(xué)九年級物理課外實踐活動小組設(shè)計的風(fēng)力測量儀的電路示意圖，電源電壓U＝15V不變，電壓表的量程是0﹣15V，電流表的量程是0﹣3A，電阻R1＝10Ω，均勻電阻絲的阻值R2＝20Ω，金屬絲（電阻忽略不計）的上墻固定在O點，下端系有一塊塑料片A，當(dāng)風(fēng)從右向左吹動塑料片時，金屬絲向左擺動并與電阻始終保持良好的接觸，風(fēng)力最強時，金屬絲均能滑至電阻絲的最左端，無風(fēng)時，自然垂滑到電阻絲的最右端。（1）請分別計算兩種方案中電表的示數(shù)變化范圍。（2）分析說明甲乙兩種方案中的電表盤上的刻度是否均勻。【解答】解：（1）甲方案中：無風(fēng)時，塑料片豎直下垂，電壓表被短路，示數(shù)為0V；此時，R1與R2串聯(lián)，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，電路中的電流：I=U風(fēng)力最強時，金屬絲滑至電阻絲的最左端，此時電路中的總電阻不變，電路中的電流不變，電壓表測R2兩端的電壓，則電壓表的示數(shù)：U2最大＝IR2＝0.5A×20Ω＝10V；乙方案中：無風(fēng)時，兩電阻串聯(lián)，此時總電阻最大，電路中的電流最小，為：I最小=U當(dāng)風(fēng)力最強時，電路為R1的簡單電路，電流表的示數(shù)最大，則I最大=U所以，甲方案中電壓表示數(shù)范圍是0～10V，乙方案中電流表示數(shù)范圍是0.5A～1.5A。（2）甲方案中：R1與R2串聯(lián)且電路中電阻不變，所以電路中的電流不變，根據(jù)U2＝IR2可知：在電流一定的情況下，R2兩端的電壓與電阻成正比，所以儀表盤上的刻度是均勻的；乙方案中：R1與R2串聯(lián)，電路中的電流I=UR1+R答：（1）甲方案中電壓表示數(shù)范圍是0～10V，乙方案中電流表示數(shù)范圍是0.5A～1.5A。（2）甲方案中的電表盤上的刻度是均勻的；乙方案中的電表盤上的刻度是不均勻。8．天氣狀況對安全行車的影響極大。如圖1是一款高智能汽車的后視鏡，其電路原理圖如圖2所示。該后視鏡有三個擋位工作，分別能夠防霧、除雨露、除冰霜，三種功能依次需要后視鏡提供更多的熱量，車主只需通過轉(zhuǎn)動旋鈕開關(guān)就可讓其工作。已知車載電源電壓為100V，電熱絲R1＝100Ω，電熱絲R2＝200Ω，電熱絲R3＝300Ω，求：（1）當(dāng)開啟防霧功能時，連入電路中的總電阻；（2）當(dāng)開啟除雨露功能時，流過旋鈕開關(guān)的電流；（3）當(dāng)開啟除冰霜功能時，該電路的總功率?！窘獯稹拷猓河深}知，防霧、除雨露、除冰霜依次需要后視鏡提供更高的熱量，則：P防霧＜P除雨露＜P除冰霜，由圖2知，旋鈕接1時，R1與R3串聯(lián)；旋鈕接2時，只有R3接入電路中；旋鈕接3時，只有R2接入電路中，由題知，R1＜R2＜R3，