專題12熱力電綜合計算問題解題策略中考科學二輪專題突破復習講義（原卷版）

專題12熱力電綜合計算問題解題策略專題12熱力電綜合計算問題解題策略考點分析考點分析初中物理試卷題型中計算題占據的分數(shù)是比較高的，考查的是同學們知識點掌握情況，題目閱讀，以及題目分析的綜合能力。很多同學對于物理計算題都是望而生畏，對計算題的第一印象就是很難，也就是說計算題是同學們初中物理考試中的一個弱點。很多同學在面對計算題的時候，因為不會做，就選擇不做。然后物理計算題在試卷中分值在整張試卷中占據20%。由此可見，計算題有多重要，同學們因為不會做，就不要計算題得分，最后的物理成績也不會很高。想要提升初中物理計算題的分數(shù)，同學們需要熟記知識點、多做相關練習和掌握物理計算題解題技巧。計算題并不是很可怕，只要掌握了知識點，會分析題目，就能夠取得不錯的初中物理成績。知識精講知識精講解決力電綜合計算題一般涉及到的物理公式包括速度公式、密度公式、重力公式、壓強公式、浮力公式、機械能和功率、機械效率公式、電功公式、做功公式等；涉及到的物理規(guī)律有二力平衡條件、液體壓強規(guī)律、阿基米德原理、杠桿平衡條件、歐姆定律、焦耳定律等。知識點一、電學1.對動態(tài)電路圖的簡化和分析動態(tài)電路全面考查了學生的綜合分析能力、綜合推理能力和綜合計算能力。因電路的變化會引起電路中電阻、電流、電壓及電功率相關量的變化，稍有不慎就會造成連錯反應，得出錯誤的結論。這是電學實驗綜合問題的又一個難點。所以在教學中要教給學生化難為易的方法，并可嘗試多圖解題標數(shù)據，以免亂用數(shù)據出現(xiàn)問題。a.多個開關類動態(tài)圖的簡化我們要認真讀懂題意，按照題意要求將開關調到相對應的位置，分析電路的通斷情況，把斷路的和短路的用電器、開關等去掉，就形成一個簡單的串并聯(lián)電路，并畫出簡圖，標出對應的物理量和已知量，再依據歐姆定律進行分析，求出所需的物理量，為解決下個問題做準備。b.滑動變阻器的動態(tài)電路的簡化根據題意將滑動變阻器的滑片移到相應位置，刪去斷路和短路部分，對電路進行必要的簡化，能夠清楚、明白、迅速地解題。c.電表類試題的簡化主要采用去表法電表類綜合試題也是中考中常見的類型，常用方法是根據電流表和電壓表的特點，即電壓表電阻很大視為開路，電流表電阻很小相當于短路，因此都可以去掉，這樣就大大增強了電路的直觀性，有利于分析和理解電路。2.利用“已三求四”根據題目簡化電路圖后，能夠根據歐姆定律利用已知的三個量求出四個量。當在動態(tài)的情況下，可利用電源電壓恒定不變，列方程求解。3.分析法和綜合法的運用分析法又稱執(zhí)果索因法,意思就是從需要求解的物理量起步，不斷地追蹤探尋需要的物理量，直至逼近試題中已知條件。綜合法稱由因導果法,這是從已知的物理關系起步，不斷地展開思考，去探索需要求解物理量的方法。分析與綜合法是將分析法與綜合法并列起來進行思維，尋求解答問題的途徑和方法。知識點二、力學知識儲備首先要具備的知識儲備，壓力和壓強、杠桿平衡條件、滑輪問題、浮力知識、表示物體的受力圖和受力平衡的正確表示。三步驟解題第一步受力分析，①確定研究對象；②畫出已知力（包括重力）；③利用工具，二力平衡和相互作用力。通平衡列出受力平衡方程。方程式中全部用字母表示，題干中為明確的物理量，自己結合設置一個，注意區(qū)分。第二步代數(shù)與輔助關系分析所求的量，在以上兩步的基礎上回歸試題尋找解，若第二步求解不順利，寫出所求的問題的相關公式即可達到得分的最大化。知識點三、力與電的綜合分析題利用上述兩種方式結合解題。知識點四、所需要掌握的基本公式物理量單位物理量單位v——速度m/skm/hs——路程mkmt——時間sh單位換算：1m==10dm=102cm=103mm1h=60min=3600s；1min=60s公式變形：求路程——求時間——物理量物理量單位G——重力Nm——質量kgg——重力與質量的比值g=9.8N/kg；粗略計算時取g=10N/kg。重力與質量的關系：G=mg

單位換算：1kg=10單位換算：1kg=103g1g/cm3=1×103kg/m31m3=106cm31L=1dm31mL=1cm3物理量單位ρ——密度kg/m3g/cm3m——質量kggV——體積m3cm3浮力公式：稱重法：F浮=G–F物理量單位物理量單位F浮——浮力Nρ——密度kg/m3V排——物體排開的液體的體積m3g=9.8N/kg，粗略計算時取g=10N/kgG排——物體排開的液體受到的重力Nm排——物體排開的液體的質量kg公式法：F浮=G排=m排gF浮=ρ液gV排

[當物體處于[當物體處于漂浮或懸浮時]物理量單位F浮——浮力NG——物體的重力N狀態(tài)法：F浮=G

面積單位換算：1cm面積單位換算：1cm2=104m21mm2=106m2物理量單位p——壓強Pa；N/m2F——壓力NS——受力面積m2p=F/S注意：注意：深度是指液體內部某一點到自由液面的豎直距離；物理量單位p——壓強Pa；N/m2ρ——液體密度kg/m3h——深度mg=9.8N/kg，粗略計算時取g=10N/kg

液體壓強公式：p=ρgh物理量單位物理量單位F1——動力NL1——動力臂mF2——阻力NL2——阻力臂m

應用杠桿平衡條件解題時，L1、L2的單位只要相同即可，無須國際單位；F1L1=F2L2或寫成：物理量物理量單位F——動力NG總——總重N（當不計滑輪重及摩擦時，G總=G）n——承擔物重的繩子段數(shù)滑輪組：F=G總/n物理量物理量單位s——動力通過的距離mh——重物被提升的高度mn——承擔物重的繩子段數(shù)s=nh

斜面公式：FL=Gh物理量單位F——拉力NG——物體重NL——物體通過的距離mh——物體被提升的高度m

克服重力做功或重力做功：W=克服重力做功或重力做功：W=Gh物理量單位W——動力做的功JF——動力Ns——物體在力的方向上通過的距離mW=Fs

單位換算：1W=1J/s1kW=10單位換算：1W=1J/s1kW=103W物理量單位P——功率WW——功Jt——時間sP=W/t機械效率η沒有單位，用百分率表示，且總小于1機械效率η沒有單位，用百分率表示，且總小于1W有=Gh[對于所有簡單機械]W總=Fs[對于杠桿和滑輪]W總=Pt[對于起重機和抽水機]物理量單位η——機械效率W有——有用功JW總——總功J×100%×100%熱量計算公式：物理量物理量單位Q——吸收或放出的熱量Jc——比熱容J/(kg·℃)m——質量kg△t——溫度差℃當物體吸熱后，終溫t當物體吸熱后，終溫t2高于初溫t1，△t=t2t1當物體放熱后，終溫t2低于初溫t1。△t=t1t2Q=cm△t（保證△t>0）燃料燃燒時放熱物理量物理量單位Q放——放出的熱量Jm——燃料的質量kgq——燃料的熱值J/kg如果是氣體燃料可應用Q放=如果是氣體燃料可應用Q放=Vq；

電流等于1s內通過導體橫截面的電荷量電流等于1s內通過導體橫截面的電荷量。物理量單位I——電流AQ——電荷量庫Ct——時間s

同一性：同一性：I、U、R三量必須對應同一導體（同一段電路）；同時性：I、U、R三量對應的是同一時刻。物理量物理量單位I——電流AU——電壓VR——電阻Ω物理量物理量單位W——電功JU——電壓VI——電流At——通電時間s(1)I(1)I、U、t必須對同一段電路、同一時刻而言。(2)式中各量必須采用國際單位；1度=1kWh=3.6×106J。(3)普遍適用公式，對任何類型用電器都適用；W=UIt

只能用于如電烙鐵、電熱器、白熾燈等純電阻電路（對含有電動機、日光燈等非純電阻電路不能用）W=UIt結合U＝IR→→W=I2Rt只能用于如電烙鐵、電熱器、白熾燈等純電阻電路（對含有電動機、日光燈等非純電阻電路不能用）W=UIt結合I＝U/R→→W=t如果電能全部轉化為內能，則：Q=W如電熱器。物理量物理量單位單位P——電功率WkWW——電功JkWht——通電時間sh

P=W/tP=P=U2/RP=I2R只能用于：純電阻電路。物理量單位物理量單位P——電功率WI——電流AU——電壓VP=IU

P實P實=U實2/RP額=U額2/R 題型分類題型分類類型一：光、電綜合問題【經典例題】如圖甲是風能、光能互補路燈。它是由太陽能電池板、小型風力發(fā)電機各自給24V蓄電池充電，LED（發(fā)光二極管）燈照明，照明燈由圖乙所示裝置控制通斷。（1）如表是亮度相當?shù)膬煞N燈的相關數(shù)據。要使該路燈總發(fā)光效果相當于1200W白熾燈，它應由___________只LED燈___________聯(lián)而成，這種燈優(yōu)點是___________（寫一點即可）；一只LED燈一只白熾燈額定電壓24V220V額定功率12W100W（2）當風速為5m/s時，風力發(fā)電機的輸出功率為40W，在這種風速下，持續(xù)光照10h，蓄電池的電能增加了5.76×106J，在這個過程中太陽能電池板發(fā)電的平均輸出功率是___________W；（3）對于風光互補路燈上的風力發(fā)電機和太陽能電池板，下列說法正確的是___________。A．當無風時，風力發(fā)電機和太陽能電池板均沒有內能B．當夜晚氣溫為0℃時，風力發(fā)電機和太陽能電池板均沒有內能C．白天，太陽能電池板產生的電能轉化成化學能儲存在蓄電池里D．夜晚有風時，風力發(fā)電產生的電能儲存在蓄電池里類型二：力、電綜合問題【經典例題】實驗室測密度通常采用天平和量筒為測量工具，測量原理是ρ=mV?？茖W項目化學習小組進行思考與實驗，制作出多種可直接測量液體密度的簡易“液體密度儀”。（阿基米德原理F?。紾排＝ρ液gV項目一：利用輕質桿秤制作“液體密度儀”步驟I：按圖甲用細木條制作好輕質桿秤（自身質量忽略不計），提起提鈕，移動秤砣（小螺母），當桿秤水平平衡時，用筆將此時秤砣的懸掛點B標記為“0g/cm3”刻度。步驟Ⅱ：按圖乙將大螺母浸沒在水中（浸沒且不碰底），提起提鈕，移動秤砣，當桿秤水平平衡時，用筆將此時秤砣的懸掛點C標記為“1g/cm3”刻度。再將BC兩刻度之間間距分為10等份。步驟Ⅲ：將燒杯中的水換成某種待測液體，按步驟Ⅱ方法操作，移動秤砣，當桿秤再次水平平衡時，讀出對應的密度刻度。測量原理：ρ液（問題起點）—F浮—FA—L力臂（問題終點）原理推導：根據甲圖中的杠桿平衡條件列出“式1”：m1g×OA＝m2g×OB根據乙圖中的杠桿平衡條件列出“式2”：(m1g﹣F浮)×OA＝m2g×OC兩式相減得到“式3”：F浮×OA＝m2g×BC結合實驗步驟和原理推導，完成下列問題：（1）請結合“式3”和阿基米德原理，對步驟Ⅱ中直接將BC兩刻度之間分為10等份（即待測液體密度與BC大小成正比）的合理性進行解釋：_____；（2）為提升上述密度計測量的精確度，在不改變提鈕O的前提下，請你提出一項改進措施：_____；項目二：制作力—電轉換的“液體密度儀”小組設計了如圖丙所示的電路。電路中電源電壓U為9伏，電流表選用0~0.6A量程，定值電阻R0的阻值為10歐，R是力敏電阻，其阻值與所受壓力FB的關系如圖丁所示。已知A點懸掛的大螺母質量為0.7千克，體積為3.5×10﹣4m3，力臂OA：OB＝10：1。（3）在電流表上標記“0g/cm3”的刻度：當沒有液體，讓大螺母直接懸掛A點下方，閉合開關，求此時電流表的示數(shù)；()（4）若大螺母浸沒于某液體中時，電流表示數(shù)為0.3安，則此液體的密度為_____。類型三：熱、電綜合問題【經典例題】如圖甲所示是小明家的電飯鍋，圖乙是該電飯鍋的工作電路圖。R1和R2均為加熱電阻，S是溫控開關，當鍋內溫度達到100℃時溫控開關S自動跳轉電飯鍋轉入保溫狀態(tài)。從說明書上收集到的部分數(shù)據如下表所示。電飯鍋正常工作時，10min可將電飯鍋中1.5kg的食物從20℃加熱到100℃，之后轉入保溫狀態(tài)。[食物的比熱容為4.0×103J/(kg·℃)]（1）加熱時食物吸收的熱量是多少？（2）電熱絲R2的阻值是多少？（3）電飯鍋的加熱效率是多少？額定電壓220V額定功率加熱擋1000W保溫擋220W電源頻率50Hz

典型典型例題精練例1、為了檢驗飛船艙門的密封性能，科研人員將待檢驗的艙體M置于一個不漏氣的集氣空腔N中（如圖甲）。先對艙體M充入壓強為1×105Pa的空氣，然后把空腔N抽成真空，若艙門漏氣，一段時間后便會有氣體從艙體M進空腔N中，艙體M中的壓強將減小，空腔N中的壓強將增大。其中RM、RN是兩個完全相同的壓敏電阻，已知艙體M的容積為V，空腔N真空部分的容積為V，不計艙體M器壁的體積，整個過程溫度不變。電路中R0的阻值為20Ω，電源電壓為12V，壓敏電阻RM、RN的阻值隨氣壓變化的關系如表：壓敏電阻受到的氣壓（×105Pa）00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0壓敏電阻對應的電阻值（Ω）1008060443025201612108（1）若艙門不漏氣，單刀雙擲開關S接b時，R0兩端電壓為多少V？（2）實驗表明，一定質量的氣體在溫度不變的情況下，壓強隨體積的變化如圖乙所示。若空氣從艙體M中逸出，經過一段時間后，M、N中的壓強相等，氣體總體積變?yōu)?V。若開關S接在a處，此時整個電路消耗的總功率是多少W？（3）在檢驗過程中的某時刻，開關接a時壓敏電阻RM兩端電壓為UM、RM的功率為PM，開關接b時壓敏電阻RN兩端電壓為UN、RN的功率為PN，若UM：UN＝1：2，且PM：PN＝5：4，則此時艙體M內外氣壓差是多少Pa？例2、為響應寧波市政府提出的“創(chuàng)建海綿型城市”的號召，小科設計了如圖所示的市政自動排水裝置模型，控制電路由電壓為12V、最大容量為100Ah的蓄電池供電，蓄電池用“發(fā)電玻璃”制成的太陽能電板充電。R0為定值電阻，R為壓敏電阻，壓敏電阻通過杠桿ABO與圓柱形浮體相連，AO：BO＝4：1，壓敏電阻的阻值隨壓力變化的關系如下表。（壓板、杠桿和硬質連桿的質量及電磁鐵線圈電阻忽略不計，所用綠燈、紅燈及排水泵的額定電壓均為220V）壓敏電阻受到的壓力F/N60120180240300360420480…壓敏電阻R阻值/Ω500360260180120806555…（1）“發(fā)電玻璃”的面積為1.2m2，它5小時將控制電路的蓄電池充滿電。此“發(fā)電玻璃”的光電轉化效率為多少？（太陽能輻射到每平方米地面上的平均功率按1kW計算）（2）按照設計要求，當水位上升到浮體剛好全部浸入水中時，壓敏電阻受到壓力為360N，通過電磁鐵線圈的電流為100mA，排水泵啟動，定值電阻R0的阻值為多少？（3）當水位回落到浮體只有2/5體積浸入水中時，硬質杠桿ABO仍處于水平位置，線圈中電流為30mA，排水泵停止工作，則小科應選擇重力為多大的浮體？（4）該浮體的密度是多少kg/m3？（5）在實際調試過程中，小科發(fā)現(xiàn)水位已達到安全位置上限，但排水裝置還未啟動。如果在其他條件保持不變的前提下，要使排水裝置符合設計要求，應該將與壓敏電阻相連的壓板向（選填“左”或“右”）移動。例3、小明觀察到高速公路進出口處設有測量貨車重力檢測裝置，他利用學過的物理知識設計了一套測量貨車重力的模擬裝置，其工作原理如圖甲所示。OAB為水平杠桿，OB長1m，O為支點，OA∶AB=1∶4，平板上物體所受重力大小通過電流表讀數(shù)顯示。已知定值電阻R0的阻值為10Ω，壓力傳感器R固定放置，R的阻值隨所受壓力F變化的關系如圖乙所示。平板、壓桿和杠桿的質量均忽略不計。(1)當電池組電壓U0＝12V，平板上物體所受重力分別是80N和100N時，閉合開關S，分別求出電流表的讀數(shù)；(2)電池組用久后電壓變小為U1，這時平板上物體重100N時，電流表讀數(shù)為0.3A，求U1的大??；(3)在第(2)問情況中，電池組電壓大小為U1，要求平板上重為100N的物體對應的電流表讀數(shù)和電池組電壓U0＝12V的情況下相同，小明采取了兩種解決辦法：①其它條件不變，只更換電阻R0，試求出更換后的R0′的大小。②其它條件不變，只水平調節(jié)杠桿上觸點A的位置，試判斷并計算觸點A應向哪個方向移動？移動多少厘米？例4、某科技創(chuàng)新小組設計的體重計電路原理圖如圖所示，其中電源電壓恒為6V，定值電阻R0為10Ω，電壓表量程為3V，R是壓敏電阻（阻值隨平板受到的壓力大小變化而變化），R的阻值與平板受到壓力F對應的部分數(shù)據如下表，平板質量不計。下列說法中正確的是（）壓力F/N0602005009001500壓敏電阻R/Ω30252015105A．體重計讀數(shù)越大，R的阻值就越大B．體重計讀數(shù)越大，電路的總功率就越小C．當電壓表的值為2.4V時，稱得的體重為500ND．體重計能稱量的最大值是1500N例5、遵義某現(xiàn)代農業(yè)園內，一批名貴果樹苗急需持續(xù)澆灌。正在園區(qū)研學的某中學創(chuàng)客小組為園區(qū)設計了一個自動給水系統(tǒng)，電路如圖甲所示?？刂齐娐返碾娫措妷篣1恒為24V，線圈電阻不計，定值電阻R0為50Ω，R為壓敏電阻，其阻值隨所受壓力的變化圖像如圖乙所示。工作電路電源電壓U2恒為220V，包括注水裝置和給水裝置兩部分（圖中未明確）。圖丙為系統(tǒng)結構簡圖，其中壓敏電阻位于圓柱形水箱底部的受力板正下方，受力板面積S1和水箱底面積S2分別為0.02m2和0.45m2。給水裝置始終不停歇給水，當通過線圈的電流I＝0.16A時，銜鐵剛好被吸下，注水裝置停止注水，此時電流表示數(shù)I1＝0.2A，當水箱水位下降至0.5m時，銜鐵剛好被拉回，注水裝置又開始向水箱注水，此時電流表示數(shù)I2＝2.2A。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）（1）圖甲中，甲、乙分別為______裝置；A．給水、注水

B．注水、給水（2）求當注水裝置停止注水時，水箱內水位的高度；()（3）若注水裝置每分鐘向水箱注水0.3m3，給水裝置每分鐘給水量為0.12m3，求注水裝置從最低水位加注至最高水位的過程中所消耗的電能。()例6、某簡易電吹風簡化電路如圖所示，其主要技術參數(shù)如表，在家庭電路使用中，通過計算回答：額定電壓220V額定功率熱風時：990W冷風時：110W（1）當電吹風吹冷風時，通過電動機的電流多大？（2）若電動機電阻R1為1Ω，則40s內電流通過電動機產生的熱量是多少焦？（3）當電吹風吹熱風時，電熱絲R2的電功率是多少瓦？（4）電熱絲R2的電阻值是多少歐？例7、無水箱式電熱水器具有體積小、加熱快的優(yōu)點，圖甲是它的工作原理圖。（1）溫控器：水溫傳感器測量到出水溫度并將信息傳給微電腦芯片，微電腦芯片將測量到的水溫和預先設定的溫度進行比較，然后即時控制溫控器內的兩個開關的狀態(tài)，從而讓噴頭噴出預先設定溫度的熱水。請在圖乙虛線框中補齊溫控器內的兩個開關。（2）水壓控制開關：當熱水器內沒有水或水壓過低時，圖丙所示的水壓控制開關能確保電熱水器停止工作。圖中頂桿必須具有很好的性才能防止漏電。（3）家庭電路中該電熱水器在正常電壓下工作，當噴頭噴出水的流量為4.5L/min時，5℃的冷水經過加熱后溫度最高可達38℃，已知通過電熱水器的電流為52.5A，則該電熱水器的加熱效率多少？如果此時還要進一步提高水溫，應該怎樣調節(jié)冷水的流量的大小？例8、近年來，在賓館、廠礦、醫(yī)院、學校等單位使用全自動不銹鋼電熱開水器（外型如圖1所示）越來越普遍。原因是它具有自動控水、自動測溫、自動控溫、熱效率高、安全衛(wèi)生、使用方便等優(yōu)點。某電熱開水器說明書上的銘牌如表：功率3kW容量22.6升額定電壓220V水咀數(shù)1重量16kg外形尺寸（cm）42×29×69.5（1）根據所給數(shù)據，你知道該電熱開水器電熱管的電阻值大約為多少？（2）若不計能量損失，該電熱開水器在正常工作的情況下，把一個容量的20℃的水燒開，需要多長時間？（設容器內的氣壓為1個標準大氣壓）；（3）某次電路中只有該電熱開水器工作的情況下，小明發(fā)現(xiàn)電熱開水器所在電路中標有3000r/kW?h的電能表在10min時間內轉過了1020轉，請你據此計算出當時家庭電路中的實際電壓；（不考慮電阻隨溫度的變化）（4）此全自動不銹鋼電熱開水器的機械部分結構如圖2所示，當容器內水面上升時，浮力球也隨之上升，通過連桿推動活塞向左活動（如圖3），當水位到達一定位置時，活塞關閉進水口，停止進水；當容器內水量不足時，水面下降，浮力球隨之下降，連桿帶動活塞向右運動，進水口打開，向容器內進水。若在進水口處水的壓強為4×104Pa，活塞的橫截面積為3.0×10﹣4m2，且當活塞正好堵住進水口時，連接活塞與浮力球的邊桿與水平面的夾角為45°（如圖4所示）。若已知連桿支點上下長度之比為1：3，不計連桿、浮力球的重力及摩擦，則（a）在答題卷的圖4中畫出浮力及力臂；（b）浮力球的體積最小為多大？（g取10N/kg）例9、

如圖所示為“無人機”（多功能飛行器），它具有4個旋翼，可通過無線電進行操控，其在拍攝調查、無人配送等方面具有廣闊的前景。（1）起飛時，增大四個旋翼的轉速，使吹向下方的風量增加，無人機就會上升，這是因為力的作用是。在空中飛行時，只要增加側兩個旋翼的轉速，就能使無人機右側抬升，向左傾斜飛行。（2）若該機在30s內勻速豎直上升120m進行空中拍攝，則它飛行的速度是m/s？（3）該機一個旋翼的電動機額定功率為30W，額定電壓為15V，電動機正常工作時，通過的電流為A。（4）該機所需的能量是由一塊輸出電壓15V，容量為5000mA?h電池提供。若電能的80%用于飛行，飛行時的實際功率為100W，則該機最多能飛行時間？例10、在學校創(chuàng)新比賽中，某同學設計了一個多擋位電熱水器。其工作電路圖如圖甲所示，R1和R2是兩根電熱絲；旋轉開關如圖乙所示，內有一塊絕緣圓盤，圓盤的邊緣共有10個金屬觸點（觸點編號與電路圖對應，編號相同的觸點用導線連接）?？梢岳@中心軸轉動的開關旋鈕兩端各有一個金屬滑片，可以將相鄰的觸點連接。當旋鈕上的箭頭指向圖中位置D，金屬滑片將1、2兩觸點接通，同時另一端也將3、4兩觸點接通。旋鈕上的箭頭指向A、B、C、D不同位置時，可以實現(xiàn)四檔依次遞減或遞增的加熱功率。他設計的四檔加熱功率如下表所示：溫度擋位高溫中溫2中溫1低溫加熱功率/W1100660440264（1）旋鈕上的箭頭指向D位置時，電熱絲R1和R2的連接方式是（選填“并聯(lián)”、“串聯(lián)”或“無法確定”）（2）當旋鈕上的箭頭指向A位置時，加熱功率為W。（3）電熱絲R2的阻值為多少？（4）根據計算結果，借助電池組、電壓表和電流表分別截取了電阻大小符合要求的兩根電熱絲，按圖甲連接。檢查無誤后，將電熱器接入家庭電路，借助電能表和計時器測量電熱器在不同擋位工作時消耗的實際電功率，結果發(fā)現(xiàn)每一檔的實際功率均小于設計要求，而電源電壓為220V不變。產生這種偏差的原因是。例11、喜愛物理的小科發(fā)明了一個簡易臺秤，其內部電路圖如圖甲，其中R0為壓敏電阻，它的阻值隨所受壓力的增大而減小，如表格所示，電流表的表盤被改裝為臺秤的示數(shù)。當電流表的示數(shù)達到最大值時，臺秤達到稱量的最大值。若電源電壓為6V，電流表的量程為0～0.6A，定值電阻R的阻值為6Ω。壓力/N36101520R0阻值/Ω24201464求：（1）當電流表示數(shù)為0.2A時，臺秤的示數(shù)為多少N？（2）如圖乙所示，在該臺秤上放置一個重為25N的均勻柱體A，并用一根輕質不可伸長的細線繞過定滑輪（不計摩擦）將A與B相連，B是重為15N、高為12cm，且底面積SB＝100cm2的均勻柱體，將B置于足夠高的薄壁柱形容器中（該薄壁柱形容器底面積S容＝200cm2）。B與薄壁容器底部無擠壓，則此時電流表相應的讀數(shù)為多少？（3）若足夠高的薄壁柱形容器重為6N，則在第（2）問的基礎上，向薄壁容器中緩慢加入一定量的水，為了保證電路的安全，該薄壁柱形容器對支持面的最大壓強是多少Pa？例12、我市某小學的學生發(fā)明的電熱課椅獲得了國家專利。有一種電熱課椅主要由坐墊和腳踏組成，它的電路示意圖如圖。坐墊內的電熱絲R1、R2的阻值分別為600Ω、150Ω，腳踏內的電熱絲R3的阻值為400Ω．閉合開關S1，調節(jié)開關S2，可以使腳踏分別處于“低溫擋”、“中溫擋”、“高溫擋”（不考慮溫度的變化對電阻的影響）（1）該電熱課椅消耗的最大功率是多少瓦？（2）該電熱課椅消耗的最小功率是多少瓦？（3）當腳踏處于中溫擋時，電熱課椅在10秒內產生的熱量是多少焦？例13、如圖是某興趣小組制作的“電子秤”的結構簡圖，其中的電磁鐵和永磁體之間相互排斥，對秤盤產生向上的力。當秤盤上放置質量不同的物體時，可通過調節(jié)滑動變阻器改變電流大小，從而改變斥力大小，使指針始終指在“a”位置。此時，該電子秤所稱量物體質量m跟電路中電流I的關系可視為：m＝kI(k為500克/安)。據此原理，可將電流表改裝成“質量顯示儀”達到稱量質量的目的。(1)圖中電磁鐵和永磁體之間要產生斥力，則永磁體下端應為____極。(2)當放上物體后，為了使指針仍處在“a”位置，必須將滑動變阻器滑片向____端移動。(3)圖中電源電壓為9伏，線圈電阻為10歐，線圈允許通過的最大電流為0.8安，滑動變阻器規(guī)格為“50Ω2A”，電流表量程為0～0.6安。①計算該電子秤所能稱量物體質量的范圍_________________。②要增大該電子秤的稱量范圍，以下方法可行的是_______。(假設彈簧等元件均能正常工作)A．增大電源電壓B．換用“100Ω1A”的滑動變阻器C．電流表的量程換用0～3安課后專題練課后專題練練1、半導體和金屬的導電能力隨溫度的變化特點是不同的。因此，利用它們制成的元件在生活中也各有各的用途。（1）某個由半導體材料制成的電加熱器接在220V家庭電路中，加熱器邊發(fā)熱邊向外界散熱。圖甲為加熱器發(fā)熱功率P發(fā)和散熱功率P散與溫度t之間關系圖象。由圖象可知，當溫度高于70℃時，加熱器的電阻隨著溫度的升高而（選填“增大”、“減小”或“不變”）。加熱器工作時的穩(wěn)定溫度為℃。（2）由某金屬材料制成的電阻R隨溫度t變化如表所示，若用該電阻R與電源（電壓為3伏）、電流表（量程為0～6毫安）、定值電阻R'串聯(lián)起來，連接成如圖乙所示的電路。用該電阻R做測溫探頭，把電流表的刻度改為相應的溫度刻度，得到一個簡單的“金屬電阻溫度計”。電流表的刻度越大處對應的溫度刻度越。請通過計算說明，若R'＝400Ω，則圖丙中指針所指處對應的溫度數(shù)值為多少？此時電阻R消耗的電功率為多少？t/℃0102030405060708090R/Ω160170180190200210220230240250練2、某型號電熱水瓶具有加熱、保溫、電動出水及干燒斷電功能。其簡化電路如圖所示。S1是壺底溫控開關，通常閉合，當壺底發(fā)熱盤的溫度達到120℃自動斷開。S2是壺壁溫控開關，按下時對水加熱，水燒開后自動斷開，電熱水瓶處于保溫狀態(tài)。S3是電動出水開關，按下時閉合，電磁泵將水抽出。已知電熱水瓶保溫功率為50W，加熱功率為1000W。（1）電熱水瓶處于保溫狀態(tài)且不抽水時，電路中的電阻是多大？（2）閉合S3，電磁泵兩端電壓為12V．已知R3阻值為200Ω，求電磁泵的電功率。（3）若水燒開后，S2沒有自動斷開，則瓶里的水燒干后，經過多長時間，S1才會斷開？已知發(fā)熱盤質量為0.5kg，比熱容為0.5×103J/（kg?℃）。設水燒干瞬間，發(fā)熱盤的溫度為110℃，不計熱損失。練3、小明現(xiàn)要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統(tǒng)，要求當熱敏電阻的溫度達到或超過400℃時，系統(tǒng)報警。提供的器材有：不同阻值的定值電阻R1，熱敏電阻R2（電阻隨溫度變化如圖甲），報警器（電阻忽略，通過的電流達到或超過0.2安時會報警），電源（電壓恒為12伏），滑動變阻器R3，開關S1、S2、S3，導線若干。小明按圖乙連接好電路，選擇適當阻值的定值電阻R1，只閉合開關S1，移動滑動變阻器的滑片P直至報警器剛好響起，立即停止滑動；保持滑片P位置不動，斷開開關S1，閉合開關S2（如圖乙），報警系統(tǒng)就能正常使用。（1）圖乙中，接入電路中的定值電阻R1阻值應是歐；（2）該報警裝置所處環(huán)境溫度剛好升高到400℃時，報警器報警30秒，求此時滑動變阻器消耗的電能。（3）若要使報警裝置的在更低的溫度就報警，應如何移動滑動變阻器滑片，并說明理由。練4、某同學乘坐小區(qū)電梯時，發(fā)現(xiàn)電梯超載會自動報警，喜好鉆研的他對電梯的自動報警現(xiàn)象設計了如圖甲電路進行研究。電源電壓恒定不變，R0為定值電阻。用杯中水量調節(jié)壓敏電阻受到壓力的大小，壓敏電阻的電流與受到壓力大小的關系如圖乙所示。（1）甲圖中，當水杯中的水量達到“超載”狀態(tài)，電路中（選填“綠燈亮”、“電鈴響”或“綠燈亮同時電鈴響”）。（2）一個質量為50千克的小區(qū)居民搭載電梯從地面回到五樓的家，已知每層樓高3米，電梯對該居民做的功是多少焦？（3）小區(qū)電梯超載報警的Rx﹣F圖像如圖丙所示，空載時電梯廂對Rx的壓力F1等于電梯廂的重力。當壓力F2＝1×104牛時，電梯報警，則此電梯限載多少人？（設每人質量為50千克）練5、小明設計了一種“自動限重器”，如圖甲所示，該裝置由控制電路和工作電路組成，其主要元件有電磁繼電器、貨物裝載機（實質是電動機）、力敏電阻R1、滑動變阻器R2、輕質貨架和壓力杠桿OAB等，其中R1的阻值隨壓力變化的關系如圖乙所示。當力敏電阻R1表面承受的壓力達到限定值，電磁繼電器會自動控制貨物裝載機停止向貨架上擺放物品。已知控制電路的電源電壓U＝9V，電磁繼電器線圈的阻值忽略不計。請你解答下列問題：（1）用筆畫線代替導線將圖甲中的電路連接完整。（2）當電磁繼電器線圈中的電流大小為30mA時，銜鐵被吸下。若R1所能承受的最大壓力為1000N，則此時滑動變阻器R2的阻值為歐。（3）杠桿OB長20cm，OA長5cm，那么貨架最多能裝貨多少千克？（4）如果要求貨架的最大裝貨量變小，應該如何調整？（寫出兩種方法）練6、如圖所示是一種風速測定簡易裝置，R為阻值為40Ω的定值電阻，R1為滑動變阻器（最大阻值為20Ω），電源電壓為9V，“T”型管道的豎直管內裝有可上下自由移動的輕質活塞，活塞通過輕質細桿和滑動變阻器的滑片相連（活塞與管道壁接觸緊密），活塞運動時，細桿可帶動滑動變阻器滑片移動。請思考并回答以下問題（1）該裝置中的風速儀是用電壓表改裝而成，如圖1所示測的是定值電阻R兩端的電壓，若要改測R1兩端的電壓是否可以只將電壓表接C的導線直接改接A點，理由是。（2）這個風速測定儀的原理是：風流經“T”型管道上方時，風速越大，活塞上方壓強越；活塞下方大氣壓不變，上下氣壓差變大，在彈簧作用下滑片P移動，接入電路中的電阻變；電源電壓不變，電路中電流變，定值電阻阻值不變，該電壓表的示數(shù)變（3）根據該儀器測得的風速和滑動變阻器R1接入電路中的阻值之間的關系如表格所示。風速km/h051015202530接入電路的R1（Ω）2016128520實驗中，我們把風速為0km/h時，風速儀（電壓表）對應的電壓值標為零刻度；把風速為30km/h時，風速儀（電壓表）對應的電壓值標為最大風速。①請計算風速儀零刻度和最大風速所對應的電壓值。②在圖2的表盤中用符號“↑”標出零刻度。該風速儀存在的不足之處，其中之一為：風速儀的制作過程中，對于風速變化控制時不夠靈敏，你改進方法是。練7、電動自行車行駛的動力是靠蓄電池提供的，通常情況蓄電池內部也有電阻，簡稱電源內阻r。某電動自行車蓄電池的電源電壓E＝46V，給自行車的電動機輸送I＝6A的電流時，測得電動機兩端的電壓U＝40V，此時自行車正以v＝10m/s的速度在平直公路上勻速前進，其牽引力做功的功率P＝200w（除電源內阻r和電動機內阻r′以外，不計其它電阻）（1）求自行車前進s＝100m的路程，蓄電池一共需要消耗多少電能？（2）求蓄電池的內阻r的阻值；（3）電動機工作時由于內部線圈有電阻，故電動機會發(fā)熱。求電動機工作的效率和電動機內阻r′（4）求自行車所受的阻力f的大小。練8、無水箱式電熱水器具有體積小、加熱快的優(yōu)點，圖甲是它的工作原理圖。（1）溫控器：水溫傳感器測量到出水溫度并將信息傳給微電腦芯片，微電腦芯片將測量到的水溫和預先設定的溫度進行比較，然后即時控制溫控器內的兩個開關的狀態(tài)，從而讓噴頭噴出預先設定溫度的熱水。請在圖乙虛線框中補齊溫控器內的兩個開關。（2）水壓控制開關：當熱水器內沒有水或水壓過低時，圖丙所示的水壓控制開關能確保電熱水器停止工作。圖中頂桿必須具有很好的性才能防止漏電。（3）家庭電路中該電熱水器在正常電壓下工作，當噴頭噴出水的流量為4.5L/min時，5℃的冷水經過加熱后溫度最高可達38℃，已知通過電熱水器的電流為52.5A，則該電熱水器的加熱效率多少？如果此時還要進一步提高水溫，應該怎樣調節(jié)冷水的流量的大??？練9、某科學探究小組的同學設計了如圖甲裝置，用于測量石塊密度。R為滑動變阻器，其最大阻值為20歐。Rx為力敏電阻，力敏電阻的阻值與壓力的關系如圖乙所示。測量時，先將石塊沉入水底，再向礦泉水瓶中加一定量的水，直到石塊離開杯底但仍浸沒在水中，讀出電流表示數(shù)I1；第二次向礦泉瓶中加適量水，直到石塊離開水面，靜止在空中，讀出此時電流表示數(shù)I2。通過計算獲得石塊的密度。（1）實驗過程中，石塊離開杯底到石塊上部露出水面前，電流表示數(shù)的變化情況是（填“變大”、“變小”或“不變”）。（2）已知電源電壓為6伏，測量某石塊密度時，滑動變阻器滑片恰好位于中點，力敏電阻所受壓力FA與繩子對石塊的拉力F拉的關系如下表所示。若實驗中讀得I1為0.2安，I2為0.3安，求該石塊的密度（不計礦泉水瓶、滑輪、杠桿自身質量）。FA（牛）50100150200250F拉（牛）12345（3）若在實驗中滑輪質量不能忽略，則該測量方法對結果有一定的影響。小明認為可以通過調節(jié)滑片來消除這種影響。請指出為了消除滑輪質量的影響，應該如何調節(jié)滑片位置并說明理由。練10、某工廠車間的一臺機器在工作時會排放一定量的廢水和廢氣，需要安裝排氣裝置，以保證空氣中廢氣含量不超標。小明設計如圖甲所示電路，實現(xiàn)：機器不工作時，小功率排氣扇工作；機器工作一段時間后，大功率排氣扇工作，OA是一根可以繞O點轉動的輕質杠桿，B處通過細桿b與力敏電阻Rx接觸，A處通過細桿a與物體M連接，物體M重為3牛，OB：OA＝1：2，銜鐵可以繞D點轉動，廢水較少時，銜鐵受彈簧的支撐作用，其右觸點恰好與觸點T1接觸，M1工作；當Rx受壓力為12牛時，電磁鐵恰好吸引銜鐵，使右觸點與觸點T2接觸，M2工作。排氣扇的規(guī)格為：M1（220伏，60瓦），M2（220伏，120瓦）。機器運行時，產生的廢水以0.1千克/分鐘的速度排入廢水箱，物體M受到的浮力（F?。┡c廢水質量（m）關系如圖乙、（圖中部分固定裝置未畫出）（1）當物體M被廢水浸沒時，M受到的浮力是牛。（2）工人進入車間后，先閉合開關S2，使小功率排氣扇先工作一段時間。啟動機器時，同時閉合開關S1。請計算廢水箱中的廢水質量積累至2千克的過程中，排氣扇消耗的電能。（3）為了讓大功率排氣扇提早啟動，小明采取移動細桿b的做法