03 专题三 计算题 2025年中考物理专题练习(沪科版)(含答案)

文档属性

名称 03 专题三 计算题 2025年中考物理专题练习(沪科版)(含答案)
格式 docx
文件大小 560.5KB
资源类型 教案
版本资源 沪科版
科目 物理
更新时间 2024-12-01 17:02:34

图片预览

文档简介

专题三 计算题
专项一 力学计算
类型1 速度、功和功率的计算
1.如图所示为我国国产运输机“运”,它的最大起飞质量为。某次满载飞行任务时,飞机开始在空中水平匀速直线飞行。着陆后,飞机所有轮胎与地面的总接触面积为,飞机在跑道上匀速滑行时,受到的阻力大小为飞机总重力的0.1倍。取,求:
(1) 飞机满载时的重力;
(2) 飞机在空中水平匀速直线飞行过程中所受升力;
(3) 飞机在跑道上匀速滑行时受到的动力;
(4) 飞机降落停稳后对水平地面的压强。
2.[2023长沙模拟]一辆送水空车质量为,空车时,车轮与地面的总接触面积为。若学校距取水处,送水车匀速直线行驶到达学校。取求:
(1) 送水车匀速直线行驶时的速度;
(2) 空车静止在水平地面上时,送水车对地面的压强;
(3) 匀速直线行驶时,送水车受到的阻力为。此过程中,牵引力做功的功率。
3.[2023潍坊模拟]爸爸开车带小明去老龙湾旅游。满载时人和车的总质量为,车轮与地面的总接触面积为,汽车牵引力的功率保持不变;某路段上汽车做直线运动,若运动过程中受到的阻力不变,汽车运动的速度与时间的关系图像如图所示,取,求:
(1) 在内,汽车牵引力做的功;
(2) 运动过程中汽车受到的阻力;
(3) 满载时汽车对水平地面的压强。
类型2 密度、压强、浮力的综合计算
1.将如图乙所示的平底薄壁直圆筒状的空杯,放在如图甲的饮料机的水平杯座上接饮料。已知饮料出口的横截面积,杯子深度为,杯底面积,饮料流出速度,若杯座受到的压力随杯中饮料的高度变化的图像如图丙所示,已知,取。请进行计算:
甲 乙 丙
(1) 该饮料杯的质量为多少千克?
(2) 接满一杯饮料时,杯底受到饮料的压力为多少牛?
(3) 若杯底与杯座的接触面积为,饮料持续流入空杯后关闭开关,杯对杯座的压强为多大?
2.[2024莱西市模拟]如图甲所示,体积可忽略不计的轻质硬杆一端固定在容器底,一端与不吸水的实心正方体固定。现缓慢向容器中加水,当水深为时正方体刚好浸没,杆受到正方体的作用力随注水深度变化的图像如图乙所示。取,,求:
甲 乙
(1) 正方体的重力;
(2) 正方体的密度;
(3) 当大小为0时,容器底部受到水的压强。
3.如图所示,薄壁轻质圆柱形容器甲内盛有水,水深为容器高度的,金属圆柱体乙与甲内水面等高,甲、乙均置于水平地面上。取,
(1) 若甲内水深,求水对容器甲底部的压强。
(2) 若乙的质量,底面积,求乙对地面的压强。
(3) 将乙浸没在甲容器内的水中后,水不溢出,甲对地面的压强恰为原压强的2.5倍,求乙密度的最小值。
4.[2024广西模拟]如图所示,盛有水的柱形容器甲、乙置于水平地面上,容器足够高,两容器底部用软细管(体积忽略不计)连通。已知甲、乙容器底面积分别为、,,取。求:
(1) 水的重力;
(2) 水对容器底部的压强;
(3) 小明将体积为的实心体浸没在甲或乙容器中,整个过程中水未溢出,静止后沉底,小明发现甲、乙容器对地面的压力增加量相等。请判断小明是把放入甲容器还是乙容器中,并计算出实心体的密度。
5.[2023呼和浩特模拟]底面积为的平底圆柱形容器内装有适量的水,放置于水平桌面上,现将体积为、重为的木块轻放入容器内的水中,静止后水面的高度为,如图甲所示,若将一重为的物体用细绳系于的下方,使其恰好浸没在水中,如图乙所示(水未溢出,不计绳重及其体积),,取,求:
甲 乙
(1) 图甲中木块静止时所受的浮力;
(2) 图乙中物体所受的浮力;
(3) 物体的密度。
6.[2024广西模拟]在一个柱形容器底部放一个边长为的正方体物块,然后以的加水速度向容器中加水,并绘制了水对容器底的压强和加水时间的图像,如图所示。,取求:
(1) 时,容器内水的深度;
(2) 物体的密度;
(3) 加水时,水对容器底的压力。
7.[2024春绵阳期末]水平桌面上放有一底面积为且足够高的圆柱形容器,其内放一个质量为,底面积为、高度为盛有水的薄壁圆柱形容器,把边长为的实心正方体放入容器中,静止时对容器的压力为,此时水面刚好与容器口相平,如图所示。然后向容器中注入密度为的某种液体,直到容器对容器底部压力为零停止,已知,取,求:
(1) 在水中受到的浮力;
(2) 的密度;
(3) 将取出放入容器中,最终静止时,容器底部受到液体的压强变化量。(不吸水,不计取出时表面沾的水)
类型3 简单机械的计算
1.[2023庐江县模拟]如图甲所示是《天工开物》中记载的三千多年前中国古人利用桔槔在井上汲水的情境,受桔槔的启发,小明组装了如图乙所示的装置,其中,杠杆可绕支点在竖直平面内转动,且。物体悬挂在端,静止在水平桌面上的正方体悬挂在端,此时杠杆在水平位置平衡。已知:,。杠杆、悬绳的质量不计。求:
甲 乙
(1) 杠杆端所受的拉力;
(2) 还需要在端施加竖直向下多大的力才能使正方体对地面的压力为0。
2.用如图甲所示的滑轮组匀速提升物体,已知物体重为,始终以的速度匀速上升时,作用在绳端的拉力所做的功随时间的变化关系如图乙。(不计绳重、摩擦)求:
甲 乙
(1) 内拉力做的有用功;
(2) 绳端拉力大小;
(3) 当物重增大到时,滑轮组的机械效率。
3.[2023丰都县模拟]如图所示是工人利用滑轮组提升重为物体的示意图,某段过程中物体匀速上升的速度为,物体上升的时间为,工人拉力的功率为,不计绳重和摩擦。求:
(1) 工人拉绳子的速度;
(2) 滑轮组的机械效率;
(3) 滑轮组中动滑轮的重力。
专项二 电学计算
类型1 基于滑动变阻器的动态电路
1.[2024海安市模拟]如图所示电路,电源电压保持不变,定值电阻的阻值为 ,小灯泡标有“”(电阻不随温度而变化),滑动变阻器标有“”,电流表的量程为。当闭合,、断开,滑片移到距最右端处时,小灯泡正常发光。求:
(1) 小灯泡的电阻;
(2) 通电电路消耗的电能;
(3) 在保证电路安全的前提下,任意调整开关、、的开闭状态,并移动变阻器的滑片,电路消耗总功率的最小值与最大值之比。
2.[2022河北模拟]如图所示,电源电压不变,定值电阻 ,电流表的量程为,电压表的量程为,滑动变阻器的规格为“”。闭合开关后,当滑片置于点时,电流表示数为;当滑片置于点时,电流表示数变化了,且滑动变阻器连入电路中的阻值 。求:
(1) 定值电阻前后两次电功率之比;
(2) 电源电压;
(3) 在不损坏元件的情况下,滑动变阻器的取值范围。
类型2 基于开关的动态电路
3.如图所示,电源电压为,定值电阻、的阻值分别为 、 。闭合开关,求:
(1) 当闭合、接1时,通过的电流;
(2) 当断开、接1时,通电产生的热量;
(3) 电路中总功率的取值范围。
4.[2024武汉模拟]如图所示,电源电压为,且保持不变,已知滑动变阻器的规格为“”,定值电阻阻值为 ,小灯泡上标有“”字样(灯丝电阻不随温度变化),电流表接量程。问:
(1) 闭合,、都断开时,要使灯泡正常发光,滑动变阻器接入电路中的阻值为多大?
(2) 在保证电路元件安全前提下,电路消耗的最大功率和最小功率分别是多少。
类型3 动态电路综合
5.[2024肥西县二模]如图甲所示,电源电压恒定不变,灯泡的规格为“”,灯丝电阻不受温度的影响。当只闭合开关、时,移动滑动变阻器的滑片,的电功率与电流表示数的图像如图乙所示,求:
(1) 灯泡正常发光时的电流。
(2) 电源电压和的阻值。
(3) 电路总电功率的最小值与最大值。
6.[2024郓城县一模]在如图所示电路中,电源电压为,且保持不变,定值电阻的阻值为 ,滑动变阻器上标有“”字样,灯泡上标有“”字样,电流表量程为,电压表量程为,不计温度对灯丝电阻的影响。求:
(1) 当开关、、闭合,断开,变阻器的滑片处于最右端时,电流表的示数;
(2) 当开关、闭合,、断开时,在确保电路元件安全的情况下,电路总功率的取值范围。
类型4 动态电路在生活中的应用
7.大型玻璃花房内都配有自动加湿器,如图甲所示。自动加湿器由控制电路和工作电路两部分组成(如图乙)。已知控制电路电源电压恒为,是可调电阻箱,为湿敏电阻,其阻值随相对湿度变化的对应关系如图丙所示(横轴为空气湿度,用百分数表示)。
(1) 加湿器额定功率为,加湿一次的时间是,求这段时间消耗的电能;
(2) 当电阻箱接入电路中的阻值为 时,控制电路的总功率是,求此时的空气湿度;
(3) 当、两端电压必须等于或大于时,控制电路才能启动加湿器进入工作状态。工作人员设定相对湿度为时启动加湿器工作,则电阻箱的阻值至少应调到多少?
8.[2024威海二模]苹果素以香甜饱满、酥脆多汁深受大家欢迎。为提高果农筛选苹果的效率,小明设计了如图甲所示的自动筛选装置。电源电压不变,定值电阻的阻值为 ,电压表的量程为,为压敏电阻,阻值随压力大小的变化关系如图乙所示。当压力检测区上没有水果时,电压表的示数为。一次筛选中,小明设计了当经过压力检测区上苹果质量小于等于时,机械装置通过传感器操作启动,将质量不达标的小苹果推出传送带,实现自动筛选功能。取求:
(1) 电路中电源电压为多少?
(2) 电压表示数小于等于多少时机械推动装置将质量为以下苹果筛选出去?此时电路中消耗的总功率不超过多少?
(3) 在保证电路安全的情况下,这套装置可设置筛选最大质量为多少克以下的苹果?
专项三 热学计算
1.[2022云南]顺口溜“五月五、过端午、蒸粽子、吃包子、挂菖蒲、佩香囊、赛龙舟”,生动地呈现了某地端午文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的蒸气进行加热。若将的水加热到沸腾,水温升高了。在此过程中,求:
(1) 水吸收的热量;
(2) 采用煤炉加热,煤炉加热水的效率为,煤燃烧放出的热量;
(3) 需要完全燃烧煤的质量。
2.[2022大连]用天然气热水器加热水,将水从加热到,完全燃烧天然气。已知天然气的热值为,水的比热容为。试求:
(1) 此过程中水吸收的热量;
(2) 天然气完全燃烧放出的热量;
(3) 该热水器加热这些水的效率。
专项四 力、热综合计算
1.[2022淮北模拟]某款小排量家用汽车的质量为,停在水平地面上时车轮与地面的总接触面积为。在某次水平道路测试中,该车匀速行驶,共消耗汽油。,,取求:
(1) 该车空载静止时,对水平地面的压强;
(2) 在水平道路匀速行驶测试中,若平均阻力为,牵引力做的功;
(3) 在水平道路匀速行驶测试中,汽车发动机的效率。
2.[2022营口模拟]如图所示是一辆中型卡车,该车的空车质量为,中型卡车满载时对水平地面的压强为,满载时车轮与地面的总接触面积为,已知中型卡车满载时以的速度匀速行驶时,所受阻力为。取求:
(1) 中型卡车的最大装载货物的质量;
(2) 中型卡车满载时以 的速度匀速直线行驶时,牵引力的功率是多少?
(3) 若中型卡车满载时以的速度匀速直线行驶,消耗柴油,则该车发动机的效率是多少?(柴油的热值取)
专项五 电、热综合计算
1.[2023张家界模拟]图甲是最大功率为的电煎锅,它分为高、中、低三挡。图乙是其简化电路图,为总开关,为调挡开关,转动可将开关调至1、2、3位置。、、为发热电阻且阻值相等。求:
(1) 电煎锅的中挡电功率;
(2) 将电煎锅调至中挡煎制食物时,可将食物从加热至,电煎锅加热食物的效率。[食物的比热容取
2.[2024淄博一模]如图甲所示为小明家的电饭锅,铭牌上附有中国能效标识,从铭牌上可知该电饭锅能效等级为三级,额定电压为,加热功率为。电饭锅的简化电路图如图乙所示,有加热和保温两挡,由开关调节,其中和均为发热电阻,且阻值不随着温度的变化而改变。求:
(1) 小明想利用如图丙所示的电能表测量电饭锅的保温功率,他关闭家里的其他用电器,让电饭锅处于“保温”状态下正常工作,观察到电能表转盘在内转了30圈。则该电饭锅的保温功率为多少?
(2) 电阻的阻值是多少?
(3) 小明上网查询了解,国家标准中规定电饭锅在该加热功率下正常工作时,三级能效的热效率值(电热转化效率)范围为。他用学过的知识对电饭锅进行测试:在加热状态下,将温度为、质量为的水加热到,电饭锅正常工作用时。已知,请你通过计算帮助小明判断该电饭锅的热效率值是否达到三级能效?
专项六 力、电综合计算
1.[2022长沙模拟]湘江大桥下安装了一个测量水深度的装置,其测量原理如图1所示,其中电源电压保持不变, ,是一个定值电阻,是一个压敏电阻,它的阻值随所受压力的变化关系如图2所示,压敏电阻用绝缘膜包好后放入河底并保持受力面水平,受力面积为,大气压强为1标准大气压,取,。求:
(1) 当压敏电阻的阻值为 时,河水的深度;
(2) 若电流表的最大测量值为,则使用此方法能测量出的水的最大深度。
2.[2024广西模拟]如图1所示为菜市场常见的一款电子秤简化原理图。它主要由托盘、标有“”字样的指示灯(灯的电阻保持不变)、压敏电阻(阻值随所受压力大小变化的关系如图2所示)、显示质量大小的仪表(由电流表改装而成)构成。已知电源电压为且保持不变,,。若不计托盘和杠杆组件的质量,不计摩擦,取。求:
(1) 指示灯的电阻;
(2) 当压敏电阻的阻值为 时,指示灯的实际功率;
(3) 当电流表的示数为时,电子秤托盘上物体的质量。
3.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。为一水平杠杆,长,为支点,,已知报警器的阻值恒为 ,压力传感器固定放置,的阻值随所受压力变化的关系如表所示。闭合开关,当上表面面积为的水平踏板空载时,电压表的示数为;当水平踏板上放重为、底面积为的物体时,报警器开始发出报警信号,踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。试求:
0 5 10 15 20 25 30
45 34 24 18 14 12 10
(1) 电源电压;
(2) 物体对踏板的压强,以及当报警器开始报警时,电压表的示数;
(3) 若要让报警器在踏板原设定的最大压力值上增大时报警,在其他条件都不变的情况下,应如何在杠杆上水平调节踏板触点的位置。试通过计算说明触点应向哪个方向移动多少厘米。
专题三 计算题
专项一 力学计算
类型1 速度、功和功率的计算
1.(1) 解:飞机满载时的重力:

(2) 因为飞机在空中做匀速直线运动,处于平衡状态,所以飞行过程中所受升力:,
(3) 因为飞机在跑道上匀速行驶,所以;
(4) 因为飞机在地面保持静止,所以;
飞机静止时对水平地面的压强:

2.(1) 解:送水车匀速直线行驶时的速度:;
(2) 空车的重力:,
送水车对地面的压力:,
送水车对地面的压强:;
(3) 匀速直线行驶时,牵引力和阻力是平衡力,牵引力,
牵引力做功:,
牵引力做功的功率:。
3.(1) 解:内牵引力做功:;
(2) 由图可知内汽车运动的路程:,
运动过程中汽车受到的阻力:;
(3) 汽车满载时对地面的压力:,
地面受到的压强:。
类型2 密度、压强、浮力的综合计算
1.(1) 解:由图可知,当时,,即空杯对杯座的压力,
故该饮料杯的重力,
根据可知该饮料杯的质量;
(2) 当即杯子装满饮料时,杯对杯座的压力,
因为杯子是柱形,则杯底受到饮料的压力与饮料的重力相等,即;
(3) 饮料持续流入空杯时,饮料流入杯中质量为:,
此时,饮料对杯底的压力,
杯对杯座的压强为:。
2.(1) 解:由图乙可知,当时,力传感器的示数为,
由细杆的质量不考虑可知,正方体对力传感器的压力等于自身的重力,即正方体的重力:;
(2) 由图乙可知,当时,正方体的下表面恰好与水面接触,
当容器内水的深度时,正方体刚好浸没,
则正方体的边长:

正方体的体积:

由可知,正方体的质量:

则正方体的密度:

(3) 由图乙可知,当时正方体的下表面恰好与水面接触,因此细杆的长度:,
当力传感器的示数大小为0时,正方体受到的浮力等于正方体的重力,即:,
由可知,此时正方体排开水的体积:

则正方体浸在水中的深度:

所以此时容器中水的深度:

则当力传感器的示数大小为0时,容器底部受到水的压强:

3.(1) 解:水对容器甲底的压强:

(2) 圆柱体乙置于水平地面上,圆柱体对地面的压力,
圆柱体乙对地面的压强:

(3) 甲对地面的原压强,
由“将乙浸没在甲容器内的水中后,水不溢出,甲对地面的压强恰为原压强的2.5倍”可得,,
此时甲对地面的压力,受力面积不变,则,,


由“水深为容器高度的,将乙浸没在甲容器内的水中后,水不溢出”可知,乙排开水的高度为原来水的深度的,则乙排开水的体积,

4.(1) 解:水的重力:;
(2) 水的体积:,
则柱形容器中水的深度;,
则水对容器底部的压强:;
(3) 因甲、乙的底部用一根轻质细软管连通形成连通器,所以,甲、乙容器中水面始终相平。设对容器的压力为,
因甲、乙容器对地面的压力增加量相等,
由可知,必须对甲容器底有压力才符合题意,即放入甲容器;
容器内水面上升的高度:,
水对乙容器底压强的增加量:,
水对乙容器底压力的增加量:,
因物体对水平面的压力和自身的重力相等,且甲、乙容器对地面的压力增加量相等,所以,,
所以的重力:,则由可知,
实心体的密度。
5.(1) 解:在图甲中,木块静止时,漂浮在水面上,根据物体漂浮条件可得,静止时所受的浮力:;
(2) 在图乙中,和静止时,在水中悬浮,所受的浮力:排,
根据的受力关系可得绳子对的拉力:,
则同一根绳子对的拉力:,
根据的受力关系可得,所受的浮力:;
(3) 浸没在水中,排开水的体积等于的体积,根据公式排可得,
物体的体积:排,
由公式可得,物体的密度:

6.(1) 解:由图像可知,时水对容器底的压强为,
则此时容器内水的深度为:;
(2) 加水到时容器内水的深度为,且图像出现拐点,此时物块恰好漂浮,则此时物块排开水的体积为:,
此时物块受到的浮力为:,
则物块的重力为:,
由可知,物块的密度为:;
(3) 由图像可知,加水到后水对容器底的压强保持不变,则从后继续加水水会溢出,
又因为容器为柱形容器,则时水对容器底的压力等于水和物块的总重力,
时注入水的体积为:,
则时注入水的质量为:,
则水的重力为:,
所以水对容器底的压力为:。
7.(1) 解:由体积公式可知:实心正方体的体积,
由图可知,正方体浸没在水中,根据阿基米德原理可知:在水中受到的浮力;
(2) 由题意可得:静止时对容器的压力为,则容器对的支持力,
对放入容器中静止的正方体受力分析可知:正方体受到重力、浮力、支持力,根据二力平衡知识可知:,
由重力公式可得:的质量,
由密度公式可得:的密度;
(3) 由题意可知:当向容器中注入密度为的某种液体,直到容器对容器底部压力为零停止时,正方体处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知:受到的浮力,
根据阿基米德原理可知:此时排开某种液体的体积为,
因的密度,根据密度大小与浮沉的关系可知:当将取出放入容器中,最终静止时,沉底,排开某液体的体积为,
则容器内排开某种液体的体积变化量,
由体积公式可知:容器内液面下降高度,
由液体压强公式可知:将取出放入容器中,最终静止时,容器底部受到液体的压强变化。
类型3 简单机械的计算
1.(1) 解:由杠杆的平衡条件可得,,则杠杆端受到的拉力:

(2) 根据杠杆平衡的条件,要使正方体对地面的压力为0,则,
即:,
解得:。
2.(1) 解:内物体上升的高度:,
内拉力做的有用功:;
(2) 由图甲可知,滑轮组的,
由图乙可知,当时间时,拉力做功(总功)为,
绳端移动的距离:,
因为,
所以,绳端拉力:;
(3) 由于不计绳重、摩擦,绳端拉力:,
所以,,
当物重增大到时,
滑轮组的机械效率:

3.(1) 解:由图可知,,
绳端移动的速度:;
(2) 由得拉力大小:

绳端移动距离,滑轮组的机械效率:

(3) 物体上升的高度:,
拉力做的有用功:,
拉力的功率为,由可得,内拉力做的总功:,
不计绳重和摩擦,使用滑轮组做的额外功等于提升动滑轮做的功,即提升动滑轮做的额外功:,
由可得动滑轮的重力:。
专项二 电学计算
类型1 基于滑动变阻器的动态电路
1.(1) 解:小灯泡正常发光时的电阻 ;
(2) 当闭合,、断开,和串联,滑片处于的处, ,
滑动变阻器的阻值与小灯泡的电阻相同,根据串联分压的特点,故,则电源电压,
串联电路的电流,
通电则电路消耗的电能;
(3) 要保证电路安全,分析电路可得,当闭合开关、和时,且通过滑动变阻器的电流为时,干路电流最大。
因并联电路中各支路两端电压相等,所以此时通过的电流:,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路的最大电流:,
电路消耗的最大功率:;
闭合,、都断开,与串联,当灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联时,电路电流最小,因串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以电路最小电流:,
电路消耗的最小功率:;
则电路消耗总功率的最小值与最大值之比。
2.(1) 解:滑片由点滑到点,接入电路的电阻变大,电路中的电流减小,所以滑片置于点时电路中的电流:

定值电阻前后两次电功率之比:

(2) 滑片置于点时,电源电压,
滑片置于点时,电源电压,

所以,
解得 ,
电源电压:

(3) 根据电流表量程和滑动变阻器规格可知,电路中的最大电流为,
由欧姆定律可得,电路总电阻:

滑动变阻器连入电路的最小阻值:

电压表的量程为,滑动变阻器两端的最大电压,
两端的电压,
根据串联电路的分压特点可知:,
得,
解得 ,
所以在不损坏元件的情况下,滑动变阻器的取值范围为 。
类型2 基于开关的动态电路
3.(1) 解:当闭合、接1时,只有电阻接入电路,电阻被短路,通过的电流;
(2) 当断开、接1时,电阻和电阻串联接入电路,电路中的总电阻 ,
此时电路中的电流,
通过电阻的电流,
通电产生的热量;
(3) 根据可知,由于电源电压保持不变,当电路中的总电阻最大时,电路中的电流最小,电路中的总功率最小;当电路中的总电阻最小时,电路中的电流最大,电路中的总功率最大;
当断开、接1时,电阻和电阻串联接入电路,此时电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,最小电流,
此时总功率最小,最小总功率;
当闭合、接2时,电阻和电阻并联接入电路,此时电路中的电阻最小,电路中的电流最大,最大电流,
此时总功率最大,最大总功率,
所以电路中总功率的取值范围是。
4.(1) 解:由可知灯泡正常工作时的电流为:,
当闭合,、都断开时,和变阻器串联且灯泡正常发光,则滑动变阻器两端的电压,
根据欧姆定律可求滑动变阻器接入电路的电阻: ;
(2) 灯泡的电阻: ,
闭合开关,滑动变阻器和灯泡串联,滑动变阻器接入电路最大阻值时电路总电阻最大,整个电路的功率最小,电路最小功率为:;
闭合所有开关,滑动变阻器和定值电阻并联接入电路,根据滑动变阻器的规格可知通过滑动变阻器的最大电流为,
并联电路各支路两端电压相等,根据欧姆定律可知此时通过定值电阻的电流:,
并联电路干路电流等于各支路电流之和,此时通过电路的电流:,
电路最大电功率:。
类型3 动态电路综合
5.(1) 解:根据得灯泡正常发光时的电流为:

(2) 当只闭合开关、时,与串联,电源电压,由图乙得,当时,,
此时滑动变阻器两端的电压为:

电源电压为:①
由图乙得,当时,,此时滑动变阻器两端的电压为:

电源电压为:②,
联立①②得:, ;
(3) 灯丝电阻为: ,
由图乙知,电流最小为 时,连入电路的阻值最大,即:大 ,
当只闭合、,且滑片移到阻值最大处时,最大,电路总功率最小,电路的最小功率为:

当闭合所有开关时,短路,与灯泡并联,灯泡正常发光,此时电路中电阻最小,电路总功率最大为:

6.(1) 解:根据电路图可知,当开关、、闭合,断开时,灯泡被短路,定值电阻与滑动变阻器并联,电流表测量干路电流;
根据并联电路的电压特点可知,、两端的电压:,
通过的电流为:,
变阻器的滑片处于最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值为 ,通过滑动变阻器的电流:,
并联电路中,干路中的电流等于各支路电流的和,所以干路中的电流表的示数为:;
(2) 根据电路图可知,当开关、闭合,、断开时,断路,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压,根据可知,灯泡的额定电流:,
因为灯泡额定电流,电流表量程为,滑动变阻器标有“
”字样,所以,在确保电路元件安全的情况下,电路中最大电流为:,
此时电路最大功率:;
灯泡的电阻为: ,
因为电压表量程为,所以在确保电路元件安全的情况下,滑动变阻器两端的最大电压:大时,根据串联电路的电压特点可知,灯泡两端的最小电压:小大,
此时滑动变阻器进入电路的阻值最大,此时电路中最小电流:,
此时电路最小功率:;
根据以上可知,在确保电路元件安全的情况下,电路总功率的取值范围为。
类型4 动态电路在生活中的应用
7.(1) 解:加湿器额定功率为,加湿一次的时间是,这段时间消耗的电能为

(2) 当电阻箱接入电路中的阻值为 时,控制电路的总功率是,根据可得,电路的总电阻:

根据电阻的串联,此时湿敏电阻的阻值:

由题图丙知,此时的空气湿度为;
(3) 空气湿度为时, 。
当、两端电压必须等于或大于时,根据串联电路的规律及欧姆定律,电路中的电流小于或等于:

则电阻箱的阻值至少应调到:

8.(1) 解:由电路图可知压敏电阻与定值电阻串联,电压表测量两端电压,检测区上没有水果时,电压表的示数为,电路中的电流为,
此时压力为零,由图乙可知此时 ,此时电路的总电阻为 ,
电源电压;
(2) 质量为的苹果产生的压力,
由图丙可知此时 ,则此时电路中的电流大小为,
此时电压表示数,
所以当电压表示数小于或等于时,机械推动装置可以将质量为以下苹果筛选出去;
当恰好是苹果经过检测区时,电路消耗的总功率为,
所以此时电路消耗的总功率不超过。
(3) 为保证安全,电压表示数最大为即两端电压的最大值为,此时电路中的电流为,
电路总电阻 ,
此时压敏电阻的阻值大小为 ,
由图丙可知 时,其受到的压力为,为保证电路的安全,压敏电阻受到的压力不能超过,所以苹果所受的重力不能超过,对应的质量为,
所以在保证电路安全的情况下,这套装置可设置筛选最大质量为以下的苹果。
专项三 热学计算
1.(1) 解:水吸收的热量:;
(2) 煤炉加热水的效率为,煤燃烧放出的热量:;
(3) 根据可知,煤的质量:。
2.(1) 解:此过程中水吸收的热量:

(2) 天然气完全燃烧放出的热量:

(3) 该热水器加热这些水的效率:

专项四 力、热综合计算
1.(1) 解:汽车停在水平地面上时,对地面的压力大小等于汽车重力大小,,
对水平地面的压强;
(2) 汽车匀速行驶测试中,若平均阻力为,则牵引力大小,
牵引力做的功;
(3) 牵引力做的功为有用功,则,
汽油完全燃烧释放的能量为总功,即,
汽车发动机的效率。
2.(1) 解:由可得,满载时卡车对水平地面的压力:

满载时卡车对水平地面的压力,
满载时卡车的总质量:

最大装载货物的质量:

(2) 卡车满载时以的速度匀速行驶时,水平方向受到的牵引力与阻力是一对平衡力,所以牵引力,
牵引力的功率:

(3) 发动机牵引力做的功:

柴油完全燃烧放出的热量:

发动机的效率:

专项五 电、热综合计算
1.(1) 解:接1时为电煎锅的低挡,接2时为电煎锅的中挡,接3时为电煎锅的高挡,、、为发热电阻且阻值相等,则 ,
电煎锅的中挡电功率:

(2) 食物吸收的热量:,
电煎锅消耗的电能:,
电煎锅的电热效率:。
2.(1) 解:“”表示每消耗电能,电能表转盘转3 000圈,电饭煲在“保温”状态下消耗的电能为:

电饭锅处于“保温”状态时的功率为:

(2) 由可知,当断开时,两电阻串联,电路中电阻较大,功率较小,电饭锅为保温状态;
当闭合时,只有接入电路中,电阻较小,功率较大,电饭锅为加热状态。
由得,的电阻为:

电饭锅处于保温挡时,电路的总电阻为:

所以根据串联电路的电阻特点得,电阻的阻值为:

(3) 水吸收的热量为:

消耗的电能为:

该电饭锅的热效率为:

由于,所以该电饭锅的热效率值达到三级能效。
专项六 力、电综合计算
1.(1) 解:当压敏电阻的阻值为 时,由图2可知,压敏电阻受到的压力,
此时压敏电阻所在深度处的河水压强:

根据可知河水的深度;
(2) 当电流表的示数时,电路的总电阻: ,
此时压敏电阻的阻值:

由图2可知,压敏电阻受到的压力,
此时压敏电阻所在深度处的河水压强:

由可得,使用此方法能测出的水的最大深度:

2.(1) 解:由可得,指示灯的电阻

(2) 当的电阻为 时,因串联电路中各处的电流相等,电路中的电流:,
则灯泡的实际功率:;
(3) 当电流表示数为时,电路中的总电阻: ,
此时压力传感器的电阻: ,
由图2可知,此时受到的压力为,在杠杆中,动力臂,阻力臂:,
由杠杆的平衡条件可得:

因水平面上物体的压力和自身的重力大小相等,即,物体的质量:

3.(1) 解:闭合开关时,压力传感器和报警器串联,电压表测报警器两端的电压,
由表格数据可知,当踏板空载时,压力传感器的电阻为 ,已知 ,电压表的示数为,此时电路中的电流:,
电源电压为:;
(2) 当水平踏板上放重为、底面积为的物体时,水平踏板的面积为,物体对踏板的压强:;
由题知,为一水平杠杆,为支点,,则,
根据杠杆平衡条件可得:,即,
解得:,
由表格可知此时传感器的阻值为 ,串联电路总电阻等于各分电阻之和,此时电路的总电阻: ,
报警器开始发出报警信号时通过电路的电流:,
其电压为;
(3) 在其他条件都不变的情况下,由杠杆平衡条件可知,不变,不变,变大,所以应减小,即把踏板触点向左移动,最大压力值上增大时,,
踏板触点向左移动的距离:
同课章节目录