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2024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.docx

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】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。、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。典例突破【例题1】(2024?泰安)某物理爱好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变更的关系如表所示。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起先发出报警信号。踏板、压杆和杠杆的质量均忽视不计。求:F/N051015202530…R/Ω45342418141210…(1)电源电压为多少?(2)当报警器起先报警时,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,应在杠杆上水平调整踏板触点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)当报警器起先报警时,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,应在杠杆上水平调整踏板触点B的位置,触点B应当向左移动8cm。2【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=,电源电压为:U=I(R+R0)=×(10Ω+45Ω)=11V;(2)报警器R0起先发出报警信号时,其电压为U0′=5V,此时电路中的电流:I′=U0′/R0=5V/10Ω=,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/=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,依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,依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,此时就应当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,所以应当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(即电压表示数仍旧为5V),;报警时压力传感器的电阻:R″=(U′-U0)/I=(14V-5V)/=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,依据杠杆平衡条件可得:F踏×OB′=F压′×OA,即150N×OB′=15N×,解得OB′==12cm;移动的距离:s=OB﹣OB′=20cm﹣12cm=8cm,故触点B应当向左移动8cm。【例题2】(2024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的变更关系如图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,。(设海水的密度ρ水=×103kg/m3,g取10N/kg)3(1),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),则运用此方法能测出海水的最大深度是多少?【答案】(1),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),则运用此方法能测出海水的最大深度是500m。【解析】(1)由I=可得,: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′=,运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:4R2′=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,运用此方法能测出海水的最大深度:h===500m。中考达标训练题1.(2024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限制的报警电路如图所示,电源电压恒为18V,(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的变更规律如下表所示。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,电路报警依据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;依据试验要求,应将电阻箱调到肯定的阻值,这一阻值为Ω;②将开关向端(填数字)闭合,调整,直至;③保持,将开关向另一端闭合,报警电路即可正常运用。(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。5【答案】(1)为不损坏元件,;(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】,依据P=UI求出功率。,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,依据电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值至少为多少。,第一,确定设定的压力。其次,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,,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。,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=,则报警电路允许消耗的最大功率:P最大=UI最大=18V×=;(2)报警时电路中的最小电流是10mA=,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:RX=580Ω﹣×20Ω=260Ω,所以,滑动变阻器的最大阻值至少为:R滑=R﹣RX=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RX'=500Ω。②为使报警电路可正常运用,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),调整滑动变阻器的滑片,,报警器报警。此时滑动变阻器的阻值:R滑'=R总﹣RX'=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:RX″=580Ω﹣×20Ω=300Ω,6此时电路的总电阻:R总′=R滑'+RX″=1300Ω+300Ω=1600Ω,此时电源电压应为:U′=IR总′=×1600Ω=16V。2.(2024山东枣庄)节能减排,绿色环保,新能源汽车成为将来汽车发展的方向。某种型号纯电动汽车的部分参数如表:。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,。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变更来变更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)×105Pa;(3)×107J;(4)电动汽车电能转化为机械能的效率是80%。【解析】(1)电动机的工作原理是磁场对电流的作用;电动汽车的前进和倒车时,要变更电动机的转动方向,而电动机的转动方向与电流和磁场方向有关,而变更电流方向更为便利;即变更通电导体的电流电动汽车前进和倒退是通过变更电流的方始终变更电动机的转动方向的。(2)电动汽车对水平地面的压力为:F=G=(m1+m2)g=(1380kg+60kg)×10N/kg=×104N;电动汽车对地面的压强为:p=FS=×=×105Pa;(3)电动汽车匀速行驶,所以牵引力与阻力平衡,则电动汽车受到的牵引力为:7F=f==××104N=720N;则电动车行驶60km,牵引力做的功为:W=Fs=720N×36×103m=×107J;(4)这个过程耗电:W总=9kW?h=9××106J=×107J;电动汽车电能转化为机械能的效率:η=WW总=××107J×100%=80%。3.(2024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更的压敏电阻。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,如图是小刚设计的试验电路图。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,发觉电流表无示数,电压表示数接近电源电压,电路出现的故障是;解除故障后,渐渐增大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,。请依据表中的数据在图2中画出R1随F变更的关系图象。次数123456F/N050100150200250R1/Ω6050403010(3)通过试验探究可归纳出,R1的阻值随压力F大小变更的关系式为,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。【答案】(1)断开;爱护电路;(2)R1断路;20;(3)R1=60﹣;140;14。8【解析】(1)为了爱护电路,连接电路时,开关应断开;因为串联电阻起分压作用,所以电路中串联电阻R0是为了爱护电路;(2)电流表无示数,电路发生断路,电压表等于电源电压,则与电压表并联的电阻丝R1断路;依据欧姆定律I=知,第5次电阻值为:R1===20Ω;把压力大小作为横坐标,把电阻大小作为纵坐标,在坐标系中描点连线即可得压敏电阻R1的阻值随压力F的大小变更的图象,如图:(3)依据R1的阻值随压力F的大小变更的图象可知,压敏电阻R1的阻值与压力F成一次函数关系,设它们的关系式为R1=kF+b﹣﹣﹣①。把F=50N,R1=50Ω和F=100N,R1′=40Ω代入①式可得:50=50k+b﹣﹣﹣﹣②,40=100k+b﹣﹣﹣③联立方程②③可得:k=﹣,b=60,所以它们的关系式为R1=60﹣;把R=32Ω代入R1=60﹣,即32=60﹣,解得F=140N,因为压力等于重力,所以G=F=140N,物体的质量:m===14kg。4.(2024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,×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11:22﹣556km9请你依据以上信息,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。【答案】(1)×1011J。(2)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为80%。【解析】(1)由表可知,太原南站到运城北站动车组行驶路程s=360km=×105m,所以动车组列车做的功:W=Fs=×105N××105m=×1011J;(2)由表可知,动车组列车从太原南站到运城北站的时间:t=10:10﹣8:25=1h45min=6300s,由P=可得,动车组消耗的电能:W电=Pt=2×107w×6300s=×1011J,所以电能转化为机械能的效率:η=×100%=×100%=80%。5.(经典实力题)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运用的重要交通工具,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。电动汽车供应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,×,,此时电池组加在电动机两端的电压为320V,,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。10【答案】(1)该电动汽车车此时对地面的压强是6×105Pa;(2)%;(3)该电动汽车电动机线圈的电阻是2Ω。【解析】(1)电动汽车对水平地面的压力:F=G=mg=×103kg×10N/kg=×104N,受力面积S=4S0=4×=,电动汽车对水平地面的压强:p===6×105Pa;(2)电动汽车在水平路面上匀速行驶,则汽车受到的牵引力F=f==××104N=480N,汽车匀速行驶牵引力做功的功率:P有用=Fv=480N×25m/s=×104W;电动汽车行驶消耗的电功率:P电=UI=320V×60A=×104W;则该电动车将电能转化为机械能的效率:η=×100%=×100%=%;(3)若连接导线的电阻不计,传动装置消耗的能量不计,则电动机线圈的发热功率为:P热=P电﹣P有用=×104W﹣×104W=×103W,依据P=I2R可得:线圈的电阻R===2Ω。6.(2024河南)小强同学利用学过的物理学问设计了一个拉力计,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,ab是一根长5cm的匀称电阻丝,其阻值为25Ω,电源电压U=3V,电流表的量程0——,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