2022中考物理專題導航講練系列-力電綜合

2022年中考物理專題導航講練系列――力電綜合例1．某實驗小組設(shè)計了一種測定風力的裝置，其原理如圖14所示，質(zhì)量m＝0．6kg的小球用一根輕質(zhì)細金屬絲OP懸于O點，AB為一根水平放置的電阻絲，其電阻隨長度均勻變化，它與細金屬絲始終保持良好接觸且無摩擦，Ro＝10Ω為電路保護電阻，已知AB＝10cm，且單位長度電阻λ＝2Ω／cm，懸掛點O與電阻絲A端的距離為5cm。無風時細金屬絲自然下垂，在A點與電阻絲接觸，這時電流表示數(shù)為0.5A。有風時細金屬絲將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，巳知偏轉(zhuǎn)角θ與小球所受風力F滿足：F＝mg*tanθ圖63求：(1)電源電壓；圖63(2)若風力F增大，電流表示數(shù)如何變化？請說明由;(3)如果將電流表盤面刻度改成風力刻度，那么在1A刻度處應標上多少牛？解：（1）∵λ＝2Ω/cm∴RAB＝20Ω無風時，金屬絲自然下垂在A點與電阻絲接觸U＝IR總＝I（R0＋RAB）＝0.5A（10Ω＋20Ω）＝15V（2）若風力F增大，電流表示數(shù)變大。電源電壓不變時，電阻絲連入電路的電阻變小，故電流表示數(shù)變大。（3）∵∴又∵∴∴F＝mg·tanθ＝0.6kg×10N/kg×＝9N答：略。例2．太陽能動力車是利用太陽能電池將接收到的太陽能轉(zhuǎn)化為電能，再利用電動機驅(qū)動的一種新型機動車。有一種太陽能實驗車(如圖64所示為研制過程的樣品)，它上面的太陽能接收板的有效面積S＝8m2，天氣晴朗且接收板正對著太陽時，每平方米面積上能接收到太陽輻射的功率為P0＝1kw，太陽能電池產(chǎn)生的電壓為U＝120V，可供電動機正常工作的電流為I＝1求：(1)電動機正常工作時的電功率是多大？太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率是多少？(2)若電動機正常工作時，將電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率是75％，且該車裝滿貧物沿水平路面勻速行駛時所獲得牽引力是150N，所受阻力是車與貨物總重的倍，則該車勻速行駛時的速度是多大？所裝貨物質(zhì)量是多少？(已知車自重900N，g取10N／kg)圖64(3)通過以上介紹及有關(guān)計算，你對該車的技術(shù)參數(shù)及性能有了大致了解，你認為該車能否批量生產(chǎn)投放市場？請簡述理由．圖64解：（1）P牽＝UI＝120V×10A＝1200W（2）∵∴又∵∴G貨＝10F貨－G車＝1500N－900N＝600N∴（3）答：不適合大批量生產(chǎn)投放市場。理由：載重量太小，容易受氣候影響?！疽?guī)律總結(jié)】解這類型題要求：（1）正確進行受力分析；（2）正確使用力、電學公式；（3）力和電主要通過功來聯(lián)系，要注意它們之間的轉(zhuǎn)化效率。拓展演練1.電動自行車以其輕便、經(jīng)濟、環(huán)保倍受消費者青睞。某型號電動自行車的主要技術(shù)參數(shù)如右表所示。(1)若該車和人共重l400N，行駛時兩輪胎與地的接觸面積共為×10-2m型號TDR0178Z無刷電機48V400W鉛酸電池48V80Ah整車質(zhì)量84。4kg外包尺寸1860×530×1050（2）在某平直路段上，電動自行車以額定功率勻速行駛時，受到的平均阻力為40N。此時自行車的動力多大?若行駛速度為7m/s，則ls內(nèi)動力對自行車所做的功是多少?電動自行車的效率多大?⑶與內(nèi)燃機摩托車相比，電動自行車在環(huán)保節(jié)能方面有許多優(yōu)點，請寫出其中的兩條。答案：2．在學校舉行的物理創(chuàng)新大賽上，小明和小紅所在的科技小組分別設(shè)計了一種測量托盤所受壓力的壓力測量儀，如圖甲、乙所示。兩裝置中所用的器材與規(guī)格完全相同，壓力表是由電壓表改裝而成，R1為定值電阻，阻值為10Ω，R2為滑動變阻器，規(guī)格為“10ΩlA"。金屬指針OP可在金屬桿AB上滑動，且與它接觸良好，金屬指針和金屬桿電阻忽略不計。M為彈簧，在彈性限度內(nèi)它縮短的長度與其所受的壓力大小成正比。當托盤所受壓力為零時，P恰好位于R2的最上端；當托盤所受壓力為50N時，P恰好位于R2的最下端，此時彈簧的形變?nèi)栽趶椥韵薅葍?nèi)。(1)甲裝置中，當P位于R2的最下端時，電壓表的示數(shù)為3V，則電源電壓是多少?(2)甲裝置中，壓力25N的刻度位置標在電壓表表盤多少伏的刻度線上?(3)在甲、乙兩種裝置中，兩壓力表的刻度特點有何不同?試說明理由。圖65圖65答案：3．圖66是由“控制電路”和“工作電路”兩部分組成的光控電路。“控制電路”由光敏電阻R、磁控開關(guān)L、定值電阻R0、電源U1等組成，當線圈中的電流大于或等于20mA時，磁控開關(guān)的磁性彈片相互吸合。“工作電路”由工作電源U2（U2=20V）、發(fā)熱電阻R1（R1=5）和R2（R2=15）組成。問：（1）當“控制電路”中的電流小于20mA時，“工作電路”中的R1兩端的電壓是V，它消耗的功率是W。（2）當“控制電路”中的電流等于30mA時，“工作電路”中R1兩端的電壓是V。（3）已知光敏電阻R的阻值隨照射在光敏電阻上的光強E（表示光照射的強弱的物理量，單位cd）之間的變化關(guān)系如圖67所示。如果照射在光敏電阻R上的光強，則光敏電阻R的阻值增大，磁控開關(guān)產(chǎn)生的磁性將（均選填“變強”、“變?nèi)酢被颉安蛔儭保＃?）如果“控制電路”中的線圈阻值RL=1、R0=140、U1=3V，那么照射在光敏電阻上的光強在什么范圍內(nèi)時，磁控開關(guān)的磁性彈片相互吸合？00E/cdR/Ω圖67SSE圖66LRU1控制電路工作電路光R1R2U2R0答案：（1）5，5（2）20（3）變?nèi)?，變?nèi)酰?）由題意可知，要使磁控開關(guān)的磁性彈片相互吸合，則控制電路的電流要大于或等于20mA。由歐姆定律，R總=U/I=3V/0.02A=150Ω可知控制電路的總電阻要小于或等于150Ω。此時光敏電阻R=R總－R0－RL=150Ω－140Ω－1Ω=9Ω由圖67可知，對應的光照強度為2cd。因此，當光照強度大于或等于2cd時，磁控開關(guān)的磁性彈片相互吸合。圖684．如圖68所示的電動觀光車，有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下表。圖68空車質(zhì)量11電動機額定功率4kw滿載乘員11人電動機額定電壓48V滿載時輪胎與地接觸面積4×250cm2最大車速45km/h電動機效率80%平路續(xù)駛里程≤80km根據(jù)技術(shù)參數(shù)，求解下列問題：（g取10N/kg）（1）設(shè)乘員質(zhì)量均為60kg（2）電動機以額定功率工作半小時消耗多少電能？電動機對外做了多少功？若這一過程中，觀光車以36km/h解：(1)G＝m總g＝(60kg×11+1180Kg)×10N／kg(2)W電=Pt＝4×103W×1800s＝×106JW機＝ηW電＝80%××106J＝×106J因為車勻速行駛所以f＝F＝320N5．有一種測量人的體重的電子秤，其測量部分的原理如圖69中虛線框里的內(nèi)容所示。它主要有四部分構(gòu)成：踏板和壓力杠桿OAB（可繞O點轉(zhuǎn)動）、定值電阻RO、壓力傳感器R（其電阻值會隨所受壓力大小發(fā)生變化，變化關(guān)系如下表）、顯示質(zhì)量大小的儀表eq\o\ac(○,V)（實質(zhì)示一個量程為0~3V的電壓表）。已知OB∶OA＝１∶