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文檔簡(jiǎn)介
第二部分專(zhuān)題訓(xùn)練專(zhuān)題三計(jì)算專(zhuān)題考點(diǎn)精練類(lèi)型1填空題型計(jì)算一、與密度、速度、壓強(qiáng)、浮力有關(guān)的計(jì)算1.(2022懷化模擬)如圖2-3-1是甲、乙兩車(chē)的路程—時(shí)間圖像。(1)在t=0時(shí)乙車(chē)在甲車(chē)前方_____m處,t=15s后,乙車(chē)處于_______(填“靜止”或“運(yùn)動(dòng)”)狀態(tài)。50靜止(2)在0~15s內(nèi)甲車(chē)的速度________(填“大于”“等于”或“小于”)乙車(chē)的速度,________(填“甲”或“乙”)車(chē)先到達(dá)100m處,經(jīng)過(guò)________s兩車(chē)相遇。大于乙202.(2022廣州模擬)一氧氣鋼瓶的容積為0.2m3,內(nèi)儲(chǔ)有氣態(tài)的壓縮氧氣(如圖2-3-2甲所示,圖中黑點(diǎn)表示氧氣分子),已知此時(shí)氧氣的密度為4kg/m3,求:(1)圖甲中氧氣的質(zhì)量為_(kāi)_______kg。0.8(2)若恰好使用了一半的氧氣,此時(shí)氣體分子圖像應(yīng)該是圖2-3-2乙中的圖________(填“A”“B”“C”或“D”),剩余氧氣的密度是________kg/m3。C23.(2021綿陽(yáng))公交車(chē)窗戶旁都配有紅色的破窗錘。破窗錘的錘頭頂部是尖的,是為了在緊急情況下乘客敲擊車(chē)窗時(shí)________(填“增大”或“減小”)壓強(qiáng),更容易破窗;已知錘頭頂部面積是2.0mm2,底部面積是2.0cm2,若乘客敲擊力是50N,則破窗錘對(duì)車(chē)窗的最大壓強(qiáng)是________________Pa。增大2.5×1074.(2021遼陽(yáng))如圖2-3-3所示,是我國(guó)自主研制的世界最先進(jìn)的常規(guī)動(dòng)力破冰船——“雪龍”2號(hào),排水量為14000t,其滿載時(shí)排開(kāi)海水的體積為_(kāi)____________m3,所受浮力為_(kāi)____________N。其海面下5m處受到海水的壓強(qiáng)為_(kāi)____________Pa。(ρ海水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)1.4×1041.4×1085×1045.(2021南平二模)小明媽媽買(mǎi)了1臺(tái)電子秤,小明用細(xì)線(細(xì)線的體積和質(zhì)量均忽略)綁住1個(gè)實(shí)心金屬球,進(jìn)行如圖2-3-4的3次操作,杯中的液體是水。根據(jù)3次操作中電子秤顯示的數(shù)值,金屬球的體積為_(kāi)_____cm3,金屬的密度為_(kāi)_____________kg/m3。401.5×103二、與簡(jiǎn)單機(jī)械及機(jī)械功有關(guān)的計(jì)算6.(2021赤峰)某小汽車(chē)在平直公路上行駛的45s內(nèi),其速度v與時(shí)間t、動(dòng)力F與時(shí)間t的關(guān)系圖像分別如圖2-3-5甲、乙所示,已知前10s內(nèi)小汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的路程為100m。求:(1)前10s內(nèi)小汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的平均速度是________m/s。(2)小汽車(chē)在勻速直線運(yùn)動(dòng)階段通過(guò)的路程是________m。(3)整個(gè)過(guò)程動(dòng)力F做的總功____________J。107001.1×1067.(2021黑龍江)如圖2-3-6所示,1木塊沿固定光滑斜面下滑,木塊(不計(jì)大?。┑闹亓?0N,所受支持力為8N,則木塊由斜面頂端滑到底端的過(guò)程中,重力做功為_(kāi)_______J,支持力做功為_(kāi)_______J。0.608.(2021德陽(yáng))用如圖2-3-7所示滑輪組拉動(dòng)物體A在粗糙的水平面上運(yùn)動(dòng),不計(jì)繩和滑輪的自重。當(dāng)F為20N時(shí),物體A在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)物體A受到地面的摩擦力為30N,則滑輪組的機(jī)械效率是________;當(dāng)F增大到50N時(shí),物體A受到地面的摩擦力為_(kāi)_______N。75%309.如圖2-3-8甲所示,滑輪組在拉力F作用下,將重為120N的物體勻速提起,在5s時(shí)間內(nèi)繩子自由端移動(dòng)的距離為s=3m。圖2-3-8乙是拉力F與距離s的關(guān)系圖,圖乙中圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示的物理量是_________________;滑輪組工作時(shí)的機(jī)械效率為_(kāi)_______;拉力做功的功率是________W。拉力所做的功80%30三、與熱量有關(guān)的計(jì)算10.(2021綿陽(yáng))周末,小明用熱水為家人熱盒裝牛奶,他把3盒盒裝牛奶放入裝有2kg、90℃熱水的盆中,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,3盒盒裝牛奶的溫度都從10℃變成了45℃,這段時(shí)間內(nèi)每盒牛奶從水中吸收了____________J的熱量;若盆中熱水對(duì)牛奶加熱的效率是50%,則此時(shí)盆中水的溫度是________℃。[每盒牛奶的質(zhì)量是0.25kg,牛奶的比熱容是4.0×103J/(kg·℃),水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃)]3.5×1046511.小明在探究“物質(zhì)的放熱能力與哪些因素有關(guān)”時(shí),分別用質(zhì)量均為0.5kg的水和另1種液體進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn),并用圖像對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理(如圖2-3-9),實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,水和另1種液體在相同時(shí)間內(nèi)放出的熱量相等,分析圖像可以得出:_____(填“甲”或“乙”)物質(zhì)為水,另1種液體的比熱容為_(kāi)___________________,這種液體在0~15min內(nèi)放出的熱量為_(kāi)___________________。甲2.1×103J/(kg·℃)4.2×104J12.某種國(guó)產(chǎn)汽車(chē),當(dāng)它在某平直公路上以20m/s速度勻速行駛時(shí),每百公里的油耗為6L。當(dāng)汽車(chē)行駛500s,則汽車(chē)消耗的汽油是________L。假設(shè)汽車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的平均阻力是495N。則汽油機(jī)的效率是________%。(已知汽油的熱值是3.3×107J/L)0.6256600四、與歐姆定律、電功有關(guān)的計(jì)算13.(2021丹東)小明斷開(kāi)家中所有用電器后,觀察到此時(shí)電能表示數(shù)如圖2-3-10所示,根據(jù)電能表參數(shù)分析,此電路中的用電器總功率不能超過(guò)________W。然后接入“220V1210W”的電熱器單獨(dú)工作30min,電能表示數(shù)變?yōu)?,則電熱器實(shí)際工作電壓為_(kāi)_______V,在1min內(nèi)電能表轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)________r。2005014.(2021阜新)如圖2-3-11所示,電源電壓不變,先閉合開(kāi)關(guān)S1,電流表示數(shù)為0.4A,再閉合開(kāi)關(guān)S2,電流表示數(shù)增加了0.2A,則R1、R2兩端電壓之比為_(kāi)_______,R1、R2電阻值之比為_(kāi)_______,若電阻R1=5Ω,通電1min電阻R2產(chǎn)生的熱量為_(kāi)_______J。1∶11∶22415.(2021張家界)如圖2-3-12甲所示,移動(dòng)滑片使R2的有效阻值從零逐漸變大,R1兩端電壓U的倒數(shù)與R2的阻值變化的圖像如圖2-3-12乙所示,則電源電壓為_(kāi)_______V,R1的阻值為_(kāi)_______Ω。4616.(2021攀枝花)如圖2-3-13甲所示的電路,電源電壓為9V,小燈泡L的額定電壓為4V,圖2-3-13乙是小燈泡L的電流I隨其兩端電壓U的變化的圖像。當(dāng)S閉合,將滑片P移到滑動(dòng)變阻器R的中點(diǎn)時(shí),小燈泡L恰好正常發(fā)光,則滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為_(kāi)_______Ω。移動(dòng)滑片P,當(dāng)小燈泡L的功率為1W時(shí),滑動(dòng)變阻器R接入的阻值為_(kāi)_______Ω。2016.25類(lèi)型2力學(xué)綜合計(jì)算考點(diǎn)點(diǎn)撥:力學(xué)綜合計(jì)算題主要類(lèi)別包括速度、密度、壓強(qiáng)、浮力、機(jī)械功、功率的綜合計(jì)算。從命題形式上看,綜合題往往借助生產(chǎn)、生活中的實(shí)物或事件為載體,從不同的角度挖掘其中所隱含的物理過(guò)程,最后求解出某些相關(guān)的問(wèn)題?!纠?】(2021陜西模擬)在一些建筑工地上,可以看見(jiàn)各種大型的起重機(jī)。如圖2-3-14所示是1種起重機(jī)的簡(jiǎn)易圖,機(jī)身總重2.0×105N,利用滑輪組控制起重鉤的升降?,F(xiàn)用該起重機(jī)勻速吊起8t的貨物,10s內(nèi)使貨物勻速上升2m,拉力F的功率為2×104W(g取10N/kg)。問(wèn):(1)該起重機(jī)的吊臂屬于________杠桿。(2)貨物的重力是多少?貨物勻速上升時(shí)繩子自由端的拉力F是多少?(3)滑輪組的機(jī)械效率是多少?費(fèi)力解:(2)貨物質(zhì)量m=8t=8000kg,其重力G=mg=8000kg×10N/kg=8×104N;由P=可得拉力做的總功W總=Pt=2×104W×10s=2×105J,由圖知,拉力端移動(dòng)距離s=2h=2×2m=4m,由W=Fs得拉力F==5×104N。(3)拉力做的有用功W有用=Gh=8×104N×2m=1.6×105J,滑輪組的機(jī)械效率η=×100%=×100%=80%。答:(略)【例2】中國(guó)海094A戰(zhàn)略核潛艇是我國(guó)建造的排水量最大的潛艇。下表是其部分性能參數(shù),(ρ海水取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)問(wèn):艇長(zhǎng)135m水下最大航速65km/h艇寬13m水下巡航速度36km/h水面排水量9000t最大潛深350m(1)核潛艇在水面航行時(shí)受到的浮力是多少?(2)達(dá)到最大潛深時(shí),艇底所受海水的壓強(qiáng)為多少?(3)若核潛艇3min水平勻速航行了2.4km,所受阻力為3.6×105N,發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為多少?解:(1)由表格可知,m排=9000t=9×106kg,F(xiàn)浮=G排=m排g=9×106kg×10N/kg=9×107N。(2)由表格可知,h=350m,p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×350m=3.5×106Pa。(3)由二力平衡知,F(xiàn)=f=3.6×105N,W=Fs=3.6×105N×2.4×103m=8.64×108J,P==4.8×106W。答:(略)強(qiáng)化點(diǎn)1生活情景類(lèi)1.如圖2-3-15為1種自帶動(dòng)力設(shè)備的“鋼鐵俠”潛水服,質(zhì)量為240kg。最大潛水深度為330m。推進(jìn)器最大功率為5kW,可幫助潛水員在水中朝各個(gè)方向自由移動(dòng)。質(zhì)量為60kg的潛水員穿著該潛水服進(jìn)行水下作業(yè)。(海水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)問(wèn):(1)若推進(jìn)器以最大功率工作1h,推進(jìn)器做了多少功?(2)水下300m處潛水服表面1cm3的面積上受到的海水壓力多大?(3)若穿著潛水服的潛水員在水中排開(kāi)水的體積為0.25m3,要使?jié)撍畣T懸停在水中時(shí),則推進(jìn)器的推力多大?解:(1)由P=可得,W=Pt=5×103W×3600s=1.8×107J。(2)p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×300m=3×106Pa,由p=可得,F(xiàn)=pS=3×106Pa×1×10-4m2=300N。(3)F?。溅裧V排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.25m3=2500N,G=m總g=(60kg+240kg)×10N/kg=3000N,因F?。糋,要使?jié)撍畣T懸浮在水中處于平衡狀態(tài),所以,推進(jìn)器推力的方向向上,即F浮+F推=G,則F推=G-F?。?000N-2500N=500N。答:(略)強(qiáng)化點(diǎn)2交通工具類(lèi)2.(2022濟(jì)南)在泉城濟(jì)南,游客乘坐畫(huà)舫游船穿行其間,可以盡享“不出城郭而獲山水之怡,身居鬧市而有林泉之致”的都市休閑意趣。若畫(huà)舫游船質(zhì)量為3t,從黑虎泉站出發(fā)以3.5m/s的速度勻速行駛到泉城廣場(chǎng)站,所用時(shí)間約為5min,牽引力是6×103N。g取10N/kg,問(wèn):(1)黑虎泉站到泉城廣場(chǎng)站河段大約多長(zhǎng)?(2)游船在護(hù)城河中受到的浮力多大?(3)這次水上航行中,牽引力對(duì)游船做了多少功?(4)這次水上航行中,牽引力對(duì)游船做功的功率多大?解:(1)黑虎泉站到泉城廣場(chǎng)站河段的長(zhǎng)度s=vt=3.5m/s×5×60s=1050m。(2)游船在護(hù)城河中受到的浮力F?。紾=mg=3×103kg×10N/kg=3×104N。(3)這次水上航行中,牽引力對(duì)游船做的功W=Fs=6×103N×1050m=6.3×106J。(4)這次水上航行中,牽引力對(duì)游船做功的功率P==2.1×104W。答:(略)3.(2021通遼)抗擊新冠肺炎疫情防控期間,某市救護(hù)車(chē)轉(zhuǎn)運(yùn)患者集中隔離治療,該車(chē)配置了負(fù)壓裝置,負(fù)壓倉(cāng)內(nèi)氣壓小于外界氣壓,將內(nèi)部空氣“吸入”排風(fēng)凈化裝置進(jìn)行處理,有效避免了病毒的傳播。某次轉(zhuǎn)運(yùn)患者時(shí),救護(hù)車(chē)以60kW的恒定功率在平直公路上勻速行駛36km,用時(shí)30min。請(qǐng)解答下列問(wèn)題:(1)救護(hù)車(chē)勻速行駛36km牽引力做的功。(2)救護(hù)車(chē)所受的阻力。(3)按照衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),負(fù)壓倉(cāng)內(nèi)外氣壓差應(yīng)為10~38Pa之間。經(jīng)測(cè)量發(fā)現(xiàn),該負(fù)壓倉(cāng)0.9m2的面積上內(nèi)外氣體壓力差為18N,通過(guò)計(jì)算判斷負(fù)壓倉(cāng)內(nèi)外氣壓差是否符合標(biāo)準(zhǔn)。解:(1)救護(hù)車(chē)的功率P=60kW=6×104W,救護(hù)車(chē)行駛的時(shí)間t=30min=1800s,救護(hù)車(chē)勻速行駛36km牽引力做的功W=Pt=6×104W×1800s=1.08×108J。(2)救護(hù)車(chē)運(yùn)動(dòng)的距離s=36km=3.6×104m,由W=Fs可得,牽引力F==3000N,因?yàn)榫茸o(hù)車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以牽引力和阻力是一對(duì)平衡力,即f=F=3000N。(3)負(fù)壓倉(cāng)內(nèi)外氣壓差Δp==20Pa,按照衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),負(fù)壓倉(cāng)內(nèi)外氣壓差應(yīng)在10~38Pa之間,而負(fù)壓倉(cāng)內(nèi)外氣壓差是20Pa,符合標(biāo)準(zhǔn)。答:(略)強(qiáng)化點(diǎn)3科技應(yīng)用類(lèi)4.(2022隨州)2022年5月15日新聞,“巔峰使命”珠峰科考項(xiàng)目組成功將自主研發(fā)的浮空艇從海拔4300m的營(yíng)地升空到9000m,創(chuàng)造了浮空艇大氣科學(xué)觀測(cè)世界紀(jì)錄。假設(shè)在此前的一次實(shí)驗(yàn)中,浮空艇(表皮很薄的氣囊)體積為9000m3,內(nèi)部充有氦氣和空氣的混合氣體,其密度為0.2kg/m3,浮空艇的表皮及外壁儀器艙總質(zhì)量為2×103kg,浮空艇用纜繩系在一輛錨泊車(chē)上(如圖2-3-16),該浮空艇周?chē)諝獾拿芏葹?.2kg/m3,g取10N/kg,纜繩的重力不計(jì),儀器艙體積可忽略不計(jì)。求:(1)浮空艇內(nèi)氣體的質(zhì)量。(2)浮空艇所受到的浮力。(3)為了有效控制浮空艇,要求錨泊車(chē)的重力是纜繩拉力的三倍,則錨泊車(chē)的質(zhì)量。解:(1)由ρ=可知,浮空艇內(nèi)氣體的質(zhì)量m氣=ρ氣V=0.2kg/m3×9000m3=1.8×103kg。(2)由題意可知,浮空艇排開(kāi)空氣的體積V排=V=9000m3,則浮空艇所受到的浮力F?。溅芽諝鈍V排=1.2kg/m3×10N/kg×9000m3=1.08×105N。(3)浮空艇和艇內(nèi)氣體的總重力G總=m總g=(1.8×103kg+2×103kg)×10N/kg=3.8×104N,由力的平衡條件可知,纜繩拉力F=F浮-G總=1.08×105N-3.8×104N=7×104N,因?yàn)殄^泊車(chē)的重力是纜繩拉力的三倍,所以錨泊車(chē)的重力G車(chē)=3F=3×7×104N=2.1×105N,由G=mg可知,錨泊車(chē)的質(zhì)量m==2.1×104kg。答:(略)強(qiáng)化點(diǎn)4圖像類(lèi)5.如圖2-3-17所示甲是1艘完全依靠太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的船,船的表面安裝有太陽(yáng)能電池板,該船長(zhǎng)30m、寬15m,排水量60t。在一次航行中,從某一時(shí)刻開(kāi)始,太陽(yáng)能船受到水平方向的牽引力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖2-3-17乙所示,船的運(yùn)動(dòng)速度v隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖2-3-17丙所示。(g取10N/kg)求:(1)滿載時(shí)太陽(yáng)能船受到的浮力。(2)第60s時(shí)太陽(yáng)能船受到的阻力大小。(3)第50s到第100s內(nèi)牽引力做的功。(4)第50s到第100s的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,牽引力的功率。解:(1)滿載時(shí)太陽(yáng)能船受到的浮力F?。紾排=m排g=60×103kg×10N/kg=6×105N。(2)由圖乙可知,50~100s內(nèi)太陽(yáng)能船受到的牽引力為8×104N,由圖丙可知,50~100s內(nèi)太陽(yáng)能船以0.5m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)。因?yàn)樘?yáng)能船勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)處于平衡狀態(tài),受到的牽引力和阻力是1對(duì)平衡力,所以50~100s內(nèi)太陽(yáng)能船受到的阻力為8×104N,則第60s時(shí)太陽(yáng)能船受到的阻力為8×104N。(3)由v=可得,第50s到第100s內(nèi)船行駛的距離s=vt=0.5m/s×50s=25m,第50s到第100s內(nèi)牽引力做的功W=Fs=8×104N×25m=2×106J。(4)第50s到第100s的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,牽引力的功率P==4×104W。答:(略)6.(2021福建)1輛5G無(wú)人配送車(chē),質(zhì)量為400kg,輪胎與路面的總接觸面積為0.025m2,在水平路面上勻速行駛時(shí)受到的阻力是車(chē)重的0.05倍。如圖2-3-18所示是配送車(chē)某次運(yùn)動(dòng)的路程與時(shí)間的圖像。求:(1)10min內(nèi)配送車(chē)的平均速度。(2)配送車(chē)勻速行駛時(shí)的牽引力。(3)配送車(chē)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)。解:(1)根據(jù)圖像可知,10min內(nèi)配送車(chē)的平均速度v==2m/s。(2)配送車(chē)的重力G=mg=400kg×10N/kg=4000N,配送車(chē)勻速行駛受到的阻力f=0.05G=0.05×4000N=200N,由于配送車(chē)勻速行駛時(shí)受到的阻力和牽引力是1對(duì)平衡力,則牽引力F牽=f=200N。(3)配送車(chē)對(duì)水平地面的壓力F=G=4000N,配送車(chē)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)p==1.6×105Pa。答:(略)類(lèi)型3熱學(xué)綜合計(jì)算考點(diǎn)點(diǎn)撥:熱學(xué)計(jì)算常常在填空、選擇或綜合能力題中出現(xiàn),一般包括“吸放熱計(jì)算”和“熱量的利用效率問(wèn)題”2種類(lèi)型。1.一般吸放熱計(jì)算:解答有關(guān)熱量計(jì)算問(wèn)題,應(yīng)熟練吸熱公式Q吸=cmΔt、燃料完全燃燒放熱公式Q放=Vq、Q放=mq的掌握和運(yùn)用,計(jì)算時(shí)注意固體燃料熱值單位(J/kg)與氣體燃料熱值單位(J/m3)的區(qū)別。2.熱量的利用效率問(wèn)題:能量不能百分之百被利用,做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的熱量之比叫做熱效率,即η=×100%。鍋爐、太陽(yáng)能熱水器等設(shè)備的效率也可以利用公式η=計(jì)算。解答有關(guān)效率的計(jì)算題,一定要弄清哪部分能量是有效利用的能量,哪部分能量是總的能量?!纠?017年6月10日,中國(guó)大陸核電的發(fā)源地——秦山核電基地安全運(yùn)行100堆年(一座核反應(yīng)堆運(yùn)行一年為一堆年)。被譽(yù)為“國(guó)之光榮”的秦山核電站從1991年12月15日投入運(yùn)行開(kāi)始,秦山核電基地一直保持安全穩(wěn)定運(yùn)行,目前每分鐘的安全發(fā)電量相當(dāng)于少消耗煙煤13.0t的發(fā)電量,減排二氧化碳約40.6t、二氧化硫約0.2t、氮氧化物約0.8t。秦山核電基地目前共有9臺(tái)運(yùn)行機(jī)組,年發(fā)電量約500億千瓦時(shí),是目前我國(guó)核電機(jī)組數(shù)量最多、堆型品種最豐富、裝機(jī)容量最大的核電基地。求:[(1)(2)題答案用科學(xué)記數(shù)法表示](1)13.0t煙煤如果完全燃燒,放出的熱量。(煙煤的熱值為2.9×107J/kg)(2)假設(shè)13.0t煙煤在煤爐中完全燃燒,放出的熱量部分被水吸收,可以使4×105kg的水從20℃升高到100℃,水吸收的熱量。[c水=4.2×103J/(kg·℃)](3)煤爐加熱水的熱效率。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)解:(1)13.0t煙煤完全燃燒放出的熱量Q放=mq=13.0×103kg×2.9×107J/kg=3.77×1011J。(2)水吸收的熱量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×4×105kg×(100℃-20℃)=1.344×1011J。(3)煤爐燒水的效率η=×100%=×100%≈36%。答:(略)1.國(guó)家提倡節(jié)能減排,各地“煤改氣”正在積極進(jìn)行,某同學(xué)計(jì)算他家天然氣燒水的熱效率,將2kg的水倒入燒水壺中,并測(cè)出水溫為20℃,在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,把水剛加熱到100℃時(shí),測(cè)出消耗天然氣0.048m3。已知水的比熱容c水=4.2×103J/(kg·℃),天然氣熱值約為q=4.0×107J/m3。求:(1)將這些水燒開(kāi),需吸收的熱量。(2)在這種情況下,燃燒的天然氣放出了的熱量。(3)他家天然氣灶的效率。解:(1)水吸收的熱量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J。(2)天然氣完全燃燒放出的熱量Q放=qV=4.0×107J/m3×0.048m3=1.92×106J。(3)他家天然氣灶的效率η=×100%=×100%=35%。答:(略)2.太陽(yáng)能熱水器是直接利用太陽(yáng)能給水加熱的裝置,下表是小明家的太陽(yáng)能熱水器某天在陽(yáng)光照射下的相關(guān)信息。請(qǐng)計(jì)算后回答:太陽(yáng)照射的時(shí)間/h裝水量/kg吸熱板面積/m2水升高的溫度/℃水的比熱容/(J·kg-1·℃-1)太陽(yáng)輻射功率/(J·m-2·h-1)101002.55042001.68×106(1)水在10h內(nèi)吸收的熱量是多少?(2)如果水吸收的熱量用天然氣來(lái)提供,需要完全燃燒多少的天然氣?(天然氣的熱值為8.4×107J/m3,天然氣完全燃燒放出的熱量全部給水吸收)(3)該太陽(yáng)能熱水器的能量轉(zhuǎn)化效率是多少?解:(1)水在10h內(nèi)吸收的熱量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×50℃=2.1×107J。(2)由題意可知,Q放=Q吸=2.1×107J,由Q放=Vq可得,需要天然氣的體積V==0.25m3。(3)10h內(nèi)太陽(yáng)能熱水器吸收的太陽(yáng)能(總能量)Q總=1.68×106J/(m2·h)×2.5m2×10h=4.2×107J,該太陽(yáng)能熱水器的能量轉(zhuǎn)化效率η=×100%=×100%=50%。答:(略)類(lèi)型4電學(xué)綜合計(jì)算考點(diǎn)點(diǎn)撥:1.歐姆定律的綜合題:串、并聯(lián)電路中的電流、電壓、電阻規(guī)律和歐姆定律是該類(lèi)試題考查的知識(shí)點(diǎn),開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器的變化帶來(lái)電路變化是該類(lèi)試題的特點(diǎn),物理量的對(duì)應(yīng)性是該類(lèi)試題的易錯(cuò)點(diǎn),實(shí)際應(yīng)用型計(jì)算是該類(lèi)計(jì)算題的難點(diǎn)。2.電功率的綜合題:電功、電功率的計(jì)算是中考的重點(diǎn),該類(lèi)試題或以常見(jiàn)的家用電器為題材,或以動(dòng)態(tài)電路為載體,這類(lèi)題往往知識(shí)覆蓋面廣,涉及的公式與規(guī)律多,綜合性強(qiáng),題目難度大,分值也較高,解答這類(lèi)題需注意以下幾點(diǎn):(1)正確分析電路結(jié)構(gòu),能準(zhǔn)確畫(huà)出各狀態(tài)的等效電路圖。(2)能熟練掌握串、并聯(lián)電路的特點(diǎn),靈活運(yùn)用電學(xué)公式列出方程或方程組。(3)要正確理解下列公式的物理含義及適用條件,電功公式W=UIt=Pt=I2Rt=,電功率公式P==UI=I2R=當(dāng)電路是純電阻電路時(shí),電功、電功率及其變形式都可以等效使用,焦耳定律公式Q=I2Rt,在計(jì)算導(dǎo)體通電產(chǎn)生熱量時(shí)普遍適用。(4)P、W、U、I、R、t等物理量,在運(yùn)用公式計(jì)算時(shí)要嚴(yán)格遵守同一性和同時(shí)性,單位要統(tǒng)一。【例1】小華家距離變壓器2km,在變壓器與小華家之間有2條輸電線,每條輸電線每千米的電阻為0.5Ω,即0.5Ω/km,變壓器加在輸電線兩端的電壓是220V。在某一時(shí)間段,整個(gè)線路只有小華家1臺(tái)額定電壓220V、額定功率2420W的電熱水器工作。不考慮溫度變化對(duì)電熱水器電阻的影響。求:(1)輸電線中電流的大小。(2)電熱水器的實(shí)際電功率。解:(1)由P=可知,電熱水器的電阻R=
=20Ω,導(dǎo)線的電阻R′=4km×0.5Ω/km=2Ω,故總電路電阻R總=R+R′=20Ω+2Ω=22Ω,輸電線中的電流I==10A。(2)電熱水器的實(shí)際功率P′=I2R=(10A)2×20Ω=2000W。答:(略)【例2】在如圖2-3-19甲所示電路中,電源電壓U恒定,電阻R1=20Ω,R2為滑動(dòng)變阻器。閉合開(kāi)關(guān)后當(dāng)滑動(dòng)觸頭P從a端滑到b端時(shí),電壓表V1、V2示數(shù)的關(guān)系如圖2-3-19乙所示。求:(1)電源電壓U。(2)滑動(dòng)變阻器的最大阻值。(3)當(dāng)滑動(dòng)觸頭移到滑動(dòng)變阻器的中間位置時(shí),電阻R1的電功率。解:(1)由電路圖可知,當(dāng)滑片在a端時(shí)滑動(dòng)變阻器R2被短路,電壓表V2示數(shù)為零,電路為R1的簡(jiǎn)單電路,電壓表V1測(cè)電源的電壓,由圖乙可知,電源的電壓U=12V。(2)滑動(dòng)變阻器的阻值最大時(shí),電壓表V2的示數(shù)最大,由圖乙可知,U1=4V,U2最大=8V,則電路中的電流I==0.2A,則根據(jù)I=可得,R2==40Ω。(3)當(dāng)滑動(dòng)觸頭移到滑動(dòng)變阻器的中間位置時(shí),即R2中=R2最大=×40Ω=20Ω,則總電阻R=R1+R2中=20Ω+20Ω=40Ω,所以,電路的電流I中==0.3A,電阻R1的電功率P1=I2中R1=(0.3A)2×20Ω=1.8W。答:(略)強(qiáng)化點(diǎn)1簡(jiǎn)單計(jì)算類(lèi)1.在如圖2-3-20所示的電路中,電源電壓可以調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)電源電壓為4V,閉合開(kāi)關(guān)S,電流表A、A1的示數(shù)分別為1.2A和0.8A。求:(1)此時(shí)通過(guò)電阻R2的電流。(2)電阻R2的阻值。(3)重新調(diào)節(jié)電源電壓后,閉合開(kāi)關(guān)S,電流表A1的示數(shù)為1.2A,求1min內(nèi)電流通過(guò)電阻R2產(chǎn)生的熱量。解:(1)此時(shí)通過(guò)電阻R2的電流I2=I-I1=1.2A-0.8A=0.4A。(2)由I=可得,電阻R2的阻值R2==10Ω。(3)電阻R1的阻值R1==5Ω。重新調(diào)節(jié)電源電壓后,電源的電壓U′=I1′R1=1.2A×5Ω=6V。1min內(nèi)電流通過(guò)電阻R2產(chǎn)生的熱量Q2=W2=×60s=216J。答:(略)2.孝順的芳芳為了讓奶奶在冬天方便取暖,她用自己的零用錢(qián)為老人家買(mǎi)了個(gè)烤火用的電熱箱,電熱箱的規(guī)格如右下表。求:(1)電熱箱內(nèi)發(fā)熱絲的電阻阻值。(2)正常工作0.5h,電熱箱消耗的電能。(3)一天,芳芳斷開(kāi)家中其他所有用電器,只接通電熱箱,發(fā)現(xiàn)家中如圖2-3-21所示的電能表表盤(pán)在5min內(nèi)轉(zhuǎn)了100圈,電熱箱的實(shí)際功率是多少?額定電壓/V220額定功率/W440頻率/Hz50解:(1)由P=UI,I=可得電熱箱內(nèi)發(fā)熱絲的電阻R==110Ω。(2)由P=可得,電熱箱消耗的電能W=P額t=440W×0.5×3600s=7.92×105J。(3)W實(shí)=kW·h×100=kW·h,t1=h=h,P實(shí)==0.4kW=400W。答:(略)強(qiáng)化點(diǎn)2加熱保溫電路3.家用電飯鍋中自動(dòng)開(kāi)關(guān)一般由感溫鐵氧體組成,將電飯鍋的自動(dòng)開(kāi)關(guān)S按下,電飯鍋處于加熱狀態(tài),當(dāng)感溫鐵氧體溫度達(dá)到103℃時(shí)失去磁性,被吸鐵塊由彈簧彈開(kāi)使電飯鍋進(jìn)入保溫狀態(tài)。某家用電飯鍋內(nèi)部電路簡(jiǎn)化示意圖如圖2-3-22甲,某次使用該電飯鍋在220V的電壓下煮飯過(guò)程中,通過(guò)的電流隨時(shí)間變化的圖像如圖2-3-22乙。(1)當(dāng)鍋內(nèi)溫度為100℃時(shí),自動(dòng)開(kāi)關(guān)S與______(填“1”或“2”)連接,此時(shí)電飯鍋處于________(填“加熱”或“保溫”)狀態(tài)。(2)該電飯鍋此次工作30min消耗的電能為多少?(3)電阻R1與R2的阻值之比為多少?(4)若要使該電飯鍋的加熱功率提高到1100W,可以給電阻R1并聯(lián)1個(gè)阻值為多大的電阻R3?1加熱解:(2)電飯鍋此次工作30min消耗的電能W=W1+W2=UI1t1+UI2t2=220V×4A×10×60s+220V×1A×20×60s=7.92×105J。(3)開(kāi)關(guān)接1時(shí),只有R1連入電路,為加熱狀態(tài),此時(shí)的電流I1==4A,開(kāi)關(guān)接2時(shí),兩電阻串聯(lián),為保溫狀態(tài),此時(shí)的電流I2==1A,則(4)原來(lái)的加熱功率P1=UI1=220V×4A=880W,將該電飯鍋的加熱功率提高到1100W,則并聯(lián)電阻之后的功率P3=P-P1=1100W-880W=220W,由P=得,并聯(lián)電阻的阻值R3==220Ω。答:(略)強(qiáng)化點(diǎn)3圖像類(lèi)4.將小燈泡L和電阻R接入如圖2-3-23甲的電路中,只閉合S,小燈泡的實(shí)際功率為0.48W;再閉合S1時(shí),電路的總功率為0.88W;圖2-3-23乙是小燈泡L的電流隨電壓變化的圖像。(1)當(dāng)閉合S、S1時(shí),小燈泡L和電阻R是________(填“串”或“并”)聯(lián)的。(2)電源電壓U=________V。(3)若將小燈泡L與電阻R串聯(lián)后接在電源兩端,試計(jì)算該串聯(lián)電路的總功率?(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))并2解:(3)再閉合S1時(shí),小燈泡L和電阻R并聯(lián),電阻R的電功率PR=P總-PL=0.88W-0.48W=0.4W,根據(jù)P=知電阻R的阻值R==10Ω,若將小燈泡L與電阻R串聯(lián)后接在電源兩端,由圖乙可知當(dāng)電路中的電流為140mA=0.14A時(shí),燈泡兩端的電壓為0.6V,此時(shí)電阻兩端的電壓UR=I′R=0.14A×10Ω=1.4V,串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和,此時(shí)電源電壓正好為0.6V+1.4V=2V,所以該串聯(lián)電路的總功率P=UI′=2V×0.14A=0.28W。答:(略)強(qiáng)化點(diǎn)4最值問(wèn)題5.(2021龍巖模擬)在如圖2-3-24甲所示的電路中,R0為定值電阻,R1為滑動(dòng)變阻器。閉合開(kāi)關(guān)后,在移動(dòng)R1滑片的過(guò)程中,R1兩端的電壓U與通過(guò)的電流I之間的關(guān)系如圖2-3-24乙所示,R1的電功率P與其兩端的電壓U之間的關(guān)系如圖2-3-24丙所示,求:(1)滑動(dòng)變阻器的最大值。(2)電源電壓。(3)電路中最大總功率。解:(1)由乙圖知,當(dāng)電壓表示數(shù)為5.0V時(shí),電路中電流為0.1A,此時(shí)滑動(dòng)變阻器阻值最大,則R1最大==50Ω。(2)電源電壓U=U1+U0=U1+IR0=5.0V+0.1A×R0,由丙圖知,當(dāng)R1兩端電壓為2V時(shí),R1的功率為0.8W,由P=UI可得,電路中電流I′==0.4A,由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得,電源電壓U=U1′+U0′=U1′+I′R0=2V+0.4A×R0,電源電壓不變,所以5.0V+0.1A×R0=2V+0.4A×R0,解得R0=10Ω,所以電源電壓U=5.0V+0.1A×R0=5.0V+0.1A×10Ω=6V。(3)當(dāng)變阻器連入阻值最小時(shí),電路中只有R0接入電路,此時(shí)電路中總電阻最小,電源電壓一定,由P=知此時(shí)電路總功率最大,電路中最大總功率P最大==3.6W。答:(略)強(qiáng)化點(diǎn)5分類(lèi)討論6.(2022柳州)小宸利用一個(gè)電池組,兩只電流表(A1和A2),一個(gè)開(kāi)關(guān),一個(gè)阻值為R0=15Ω的定值電阻和若干導(dǎo)線,來(lái)測(cè)量未知電阻Rx的阻值,他設(shè)計(jì)好電路并正確操作,發(fā)現(xiàn)A1、A2的示數(shù)如圖2-3-25所示。問(wèn):(1)A1、A2的示數(shù)I1、I2分別是多少?(2)在你不確定電路設(shè)計(jì)的情況下,請(qǐng)判斷電阻Rx可能的阻值為多少?解:(1)A1表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,故I1=0.3A;A2表的量程是0~3A,分度值是0.1A,故I2=0.9A。(2)因?yàn)锳1表和A2表的示數(shù)不同,所以,R0與Rx不可能串聯(lián),那么,R0與Rx一定并聯(lián),根據(jù)電流表的接法不同,有四種情況:①A2表測(cè)總電流,A1表測(cè)Rx電流,Rx=15Ω=30Ω;②A2表測(cè)總電流,A1表測(cè)R0電流,Rx=×15Ω=7.5Ω;③A2表測(cè)Rx電流,A1表測(cè)R0電流,Rx=×15Ω=5Ω;④A2表測(cè)R0電流,A1表測(cè)Rx電流,Rx=×15Ω=45Ω。答:(略)類(lèi)型5力、熱綜合計(jì)算【例】常規(guī)汽車(chē)的儀表盤(pán)主要由車(chē)?yán)锍瘫?、溫表、燃油表、轉(zhuǎn)速表等組成,通過(guò)儀表盤(pán)可以了解汽車(chē)行駛過(guò)程中的一些信息,假設(shè)某汽車(chē)以30kW的功率在平直公路上以90km/h的速度勻速行駛了100km,并觀察到此段時(shí)間內(nèi)儀表盤(pán)水溫表示數(shù)上升了50℃,請(qǐng)結(jié)合該汽車(chē)的基本參數(shù)表進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。[c水=4.2×103J/(kg·℃)、ρ汽油=0.75×103kg/m3、q汽油=4.4×107J/kg](1)水箱中的水在這段時(shí)間內(nèi)吸收到的熱量(設(shè)水箱中現(xiàn)剛好有一半水)。(2)該汽車(chē)百公里牽引力做的功。(3)該汽油機(jī)的效率(油耗按基本參數(shù)值計(jì)算,結(jié)果保留一位小數(shù))。**汽車(chē)基本參數(shù)水箱容積8L百公里油耗10L最大功率50kW排量1500mL燃油類(lèi)型汽油解:(1)由ρ=得,水的質(zhì)量m水=ρV=1.0×103kg/m3×4×10-3m3=4kg,水吸收的熱量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×4kg×50℃=8.4×105J。(2)由v=得,汽車(chē)百公里行駛的時(shí)間t=4000s,汽車(chē)百公里牽引力做的功W=Pt=30×103W×4000s=1.2×108J。(3)由ρ=得,汽油的質(zhì)量m汽油=ρ汽油V,汽油完全燃燒釋放的熱量Q放=m汽油q汽油=ρ汽油Vq汽油=0.75×103kg/m3×10×10-3m3×4.4×107J/kg=3.3×108J,汽油機(jī)的效率η=×100%=×100%≈36.4%。答:(略)1.(2022益陽(yáng))為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排,我市很多出租車(chē)都換成了燃?xì)馄?chē)。一輛出租車(chē)氣罐中充有10kg的壓縮天然氣,天然氣的熱值為4.4×107J/kg,若天然氣完全燃燒后產(chǎn)生的熱量有30%用于出租車(chē)牽引力做功,出租車(chē)行駛過(guò)程中受到的平均阻力為1000N。求:(1)出租車(chē)氣罐中的天然氣完全燃燒后產(chǎn)生的熱量Q。(2)氣罐中天然氣完全燃燒后出租車(chē)能勻速行駛的路程s。解:(1)出租車(chē)氣罐中的天然氣完全燃燒后產(chǎn)生的熱量Q=mq=10kg×4.4×107J/kg=4.4×108J。(2)由η=×100%可得,出租車(chē)牽引力做的功W=Qη=4.4×108J×30%=1.32×108J,因出租車(chē)勻速行駛時(shí)處于平衡狀態(tài),受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力,所以,出租車(chē)能勻速行駛的牽引力F=f=1000N,由W=Fs可得,氣罐中天然氣完全燃燒后出租車(chē)能勻速行駛的路程s==1.32×105m。答:(略)類(lèi)型6力、電綜合計(jì)算考點(diǎn)點(diǎn)撥:力、電綜合計(jì)算題一般以發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、壓敏電阻、滑動(dòng)變阻器、簡(jiǎn)單機(jī)械為載體,建立力與電之間的聯(lián)系,或考查力電轉(zhuǎn)換,或力與電并列設(shè)置問(wèn)題進(jìn)行考查?!纠?】?jī)奢喥胶怆妱?dòng)車(chē)作為1種新興的交通工具,倍受年輕人的喜愛(ài)。下表是某型號(hào)兩輪自平衡電動(dòng)車(chē)的主要技術(shù)參數(shù)。[c水=4.2×103J/(kg·℃),g取10N/kg](1)若小景的質(zhì)量為50kg,平衡電動(dòng)車(chē)輪胎與地面的總接觸面積為0.01m2,求小景站在平衡電動(dòng)車(chē)上時(shí)地面受到的壓強(qiáng)。(2)若平衡電動(dòng)機(jī)以額定功率工作,鋰電池充足1次電的能量相當(dāng)于將30kg水加熱使其溫度升高20℃,求電動(dòng)車(chē)最多可騎行的時(shí)間。(3)鋰電池充足電后,平衡電動(dòng)車(chē)在平直的公路上勻速行駛,受到的平均阻力為100N,最多能連續(xù)行駛18km,求電動(dòng)車(chē)工作的效率。(保留1位小數(shù))整車(chē)質(zhì)量/kg20鋰電池電壓/V48電動(dòng)車(chē)額定電壓/V48電動(dòng)機(jī)額定功率/W350解:(1)小景騎車(chē)時(shí)對(duì)地面的壓力F=G總=(m車(chē)+m人)g=(20kg+50kg)×10N/kg=700N,地面受到的壓強(qiáng)p==7×104Pa。(2)水吸收的熱量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×30kg×20℃=2.52×106J,鋰電池充足1次電儲(chǔ)存的電能W=Q吸=2.52×106J,由P==7.2×103s。(3)由二力平衡得,F(xiàn)=f=100N,牽引力做的功W′=Fs=100N×18×103m=1.8×106J,電動(dòng)車(chē)工作的效率η=×100%≈71.4%。答:(略)【例2】如圖2-3-26所示為某品牌四旋翼無(wú)人機(jī),該無(wú)人機(jī)具有一鍵起降和返航、空中懸停、高清拍攝、GPS定位等功能,下表是該無(wú)人機(jī)的部分參數(shù):整機(jī)質(zhì)量2kg電池額定電壓15V最大上升速度6m/s電動(dòng)機(jī)工作電壓12V最大下降速度2m/s懸停時(shí)每個(gè)電動(dòng)機(jī)功率50W最大水平速度16m/s電動(dòng)機(jī)數(shù)量4在某次火災(zāi)中,該無(wú)人機(jī)參與火情的勘測(cè),它先以最大速度勻速直線上升,且達(dá)到60m高處時(shí),再以最大速度水平勻速直線飛行到達(dá)1.6km遠(yuǎn)處的火場(chǎng)上空。若無(wú)人機(jī)整個(gè)過(guò)程4個(gè)電動(dòng)機(jī)同時(shí)工作,電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為90%。假設(shè)無(wú)人機(jī)以最大速度勻速直線上升時(shí),受到的阻力大小為10N,通過(guò)計(jì)算回答下列問(wèn)題:(g取10N/kg)(1)無(wú)人機(jī)從起飛到火場(chǎng)上空,這一過(guò)程共耗時(shí)多少秒?(2)無(wú)人機(jī)到達(dá)火場(chǎng)上空后,懸停觀測(cè)10min,則10min內(nèi)電動(dòng)機(jī)消耗多少電能?(3)無(wú)人機(jī)以最大速度勻速直線上升60m,這個(gè)過(guò)程中消耗多少電能?解:(1)勻速上升的時(shí)間t1==10s,水平勻速直線飛行的時(shí)間t2=100s,整個(gè)過(guò)程共耗時(shí)t=t1+t2=10s+100s=110s。(2)懸停時(shí)電動(dòng)機(jī)總功率P=50W×4=200W,懸停時(shí)消耗的電能W1=Pt′=200W×10×60s=1.2×105J。(3)上升過(guò)程做功W2=Fs=(G+f)×s=(mg+f)×s=(2kg×10N/kg+10N)×60m=1800J,消耗的電能W==2000J。答:(略)1.(2022濰坊)某小區(qū)工作人員用圖2-3-27所示的無(wú)人機(jī)給居住在高樓層的居民運(yùn)送物資。該無(wú)人機(jī)由鋰電池供電,工作時(shí)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋翼轉(zhuǎn)動(dòng),旋翼對(duì)下方空氣施力的同時(shí)獲得升力,其有關(guān)參數(shù)如表格所示。某次運(yùn)載過(guò)程中,無(wú)人機(jī)和貨物總重170N,以最大上升速度勻速豎直上升24m,觀察地面控制裝置,顯示無(wú)人機(jī)電量由100%降至98%。若定義無(wú)人機(jī)豎直運(yùn)輸效能值為升力所做功與電池消耗電能之比,用字母η表示。求本次運(yùn)送過(guò)程中:(1)所用時(shí)間。(2)升力所做的功。(3)豎直運(yùn)輸效能值η。最大上升速度1.2m/s最大上升速度時(shí)空氣阻力10N電池額定電壓12V電池容量10A·h解:(1)所用時(shí)間t==20s。(2)勻速時(shí),無(wú)人機(jī)升力F=G總+f=170N+10N=180N,無(wú)人機(jī)升力做功W=Fs=180N×24m=4320J。(3)無(wú)人機(jī)消耗電能W電=UIt=12V×10×3600A·s×(100%-98%)=8640J,豎直運(yùn)輸效能值η=×100%=×100%=50%。答:(略)2.某品牌電動(dòng)汽車(chē)的部分參數(shù)如下表所示。請(qǐng)回答:(1)如圖2-3-28甲所示,租車(chē)時(shí),租賃者只要將租車(chē)卡靠近電動(dòng)汽車(chē)上的感應(yīng)器,感應(yīng)器即能讀取卡中的信息,將車(chē)解鎖。刷卡所用的原理是________。電池容量/kW·h22車(chē)載充電器輸入電壓/V220車(chē)載充電器輸入電流/A16電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率/%70電磁感應(yīng)(2)某次啟動(dòng)后,汽車(chē)顯示屏上出現(xiàn)了如圖2-3-28乙所示的輸出電壓與電流,此時(shí)電動(dòng)汽車(chē)的輸出功率為多少瓦?(3)根據(jù)表中的數(shù)據(jù),將已經(jīng)耗完電能的電池充滿,理論上需要多少時(shí)間?充滿電后,該車(chē)在水平地面上勻速行駛的最大距離為140km,則行駛時(shí)該車(chē)受到的阻力為多少牛頓?解:(2)由圖可知,U=339V,I=1A,則此時(shí)電動(dòng)汽車(chē)的輸出功率P=UI=339V×1A=339W。(3)電池容量W電=22kW·h=7.92×107J,由W=UIt得,t==2.25×104s。由η=×100%得,汽車(chē)行駛時(shí)牽引力做的功W機(jī)械=ηW電=70%×7.92×107J=5.544×107J,汽車(chē)行駛距離s=140km=1.4×105m,則汽車(chē)所受的牽引力F==396N,根據(jù)二力平衡,該車(chē)行駛時(shí)受到的阻力f=F=396N。答:(略)類(lèi)型7熱、電綜合計(jì)算考點(diǎn)點(diǎn)撥:熱、電綜合題的情景通常用電熱器給水加熱作為情景,涉及吸熱公式、電功和電功率等知識(shí),有時(shí)也會(huì)涉及加熱效率?!纠浚?022青島)小明家的電熱水壺電熱絲斷了,他想用一根新電熱絲R0替換,但不知道阻值,于是他用伏安法進(jìn)行了測(cè)量,用記錄的多組數(shù)據(jù)描繪出R0的U-I圖像,如圖2-3-29所示。在老師的安全指導(dǎo)下,小明利用R0重新組裝好電熱水壺,接在220V家庭電路中能正常工作,忽略溫度對(duì)電阻的影響。求:(1)R0的阻值。(2)新電熱水壺的額定功率。(3)新電熱水壺工作400s,把質(zhì)量為1kg的水從20℃加熱到100℃,其加熱效率。[c水=4.2×103J/(kg·℃),結(jié)果精確0.1%]解:(1)由圖可知當(dāng)電壓為11V時(shí)對(duì)應(yīng)的電流為0.25A,根據(jù)I=可得,R0的阻值R0==44Ω。(2)新電熱水壺的額定功率P==1100W。(3)水吸收的熱量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J;由P=可得消耗的電能W=Pt=1100W×400s=4.4×105J,電熱水壺的加熱效率η=×100%=×100%≈76.4%。答:(略)1.(2021煙臺(tái))如圖2-3-30甲所示為某電暖器的簡(jiǎn)化原理圖,其中R1、R2是2個(gè)相同的電熱絲,單個(gè)電熱絲的電流與電壓的關(guān)系圖像如圖2-3-30乙所示。已知電源電壓為220V,每個(gè)電熱絲的額定電壓均為220V?,F(xiàn)要在某間臥室使用該電暖器,臥室的容積為50m3,空氣的比熱容為1.0×103J/(kg·℃),空氣密度為ρ=1.2kg/m3,假設(shè)臥室封閉,請(qǐng)根據(jù)圖像及以上信息解答下列問(wèn)題。(1)每個(gè)電熱絲正常工作時(shí)的電阻及額定功率是多少?(2)只閉合S2時(shí),流過(guò)電熱絲的電流為多少?此時(shí)電暖器消耗的總功率為多少?(3)只閉合S1和S3,讓電暖器工作15min,臥室內(nèi)的溫度升高了10℃,電暖器的加熱效率是多少?(保留到百分?jǐn)?shù)中小數(shù)點(diǎn)后一位)
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