中考物理综合计算题题型之一力电综合题

第3讲力、热、电大综合的计算

综合计算题综合多种物理过程，有的联系生活实际，常常立意于新的物理情境.解题过程运用多个物理概念及规律，分析多个研究对象，该类题型有：能量效率问题、电热结合、力热结合、电力结合等；要求学生在解题技巧上，仔细审题，对题目进行认真分析划分为子问题，划分步骤，逐层深入，建立有关方程，求解；要求学生关注生活中的物理，学会思考，学会知识迁移和建模，尝试用物理知识解决各类问题，逐步提高综合能力.

题型之一力、电综合题

该题型一般以发电机、电动机、压敏电阻、滑动变阻器、简单机械为载体，建立力与电之间的联系，或考查力电转换，或力与电并列设置问题进行考查.

（2014·杭州）图甲是一个电子拉力计原理图.硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起（P与R1间的摩擦不计）.电压表量程为0～3 V，ab是一根长为6 cm的均匀电阻丝，阻值R1=30 Ω，电源电压U=6 V.

（1）要保证电压表能正常工作，电路中R0至少应为多少欧？

（2）当拉环不受拉力时，滑片P处于a，闭合开关后电压表的读数为多少伏？

（3）已知该弹簧伸长的长度Δl与所受拉力F间的关系如图乙所示，若R0=45 Ω，通过计算说明，开关S闭合后，当电压表指针指在0.8 V处，作用在拉环上水平向右的拉力为多大? 此拉力计的量程是多少？

点拨：为了保证电压表的正常工作，R0至少应分3 V的电压.

当滑片P处于a端时，开关闭合后电压表被短路.

当电压表的示数为0.8 V时，可先用欧姆定律求出电流中电流，进而求出R1的aP段阻值、滑片P移动的距离Δl，对比图像即可得出此时拉环上拉力的大小F.

滑片P的最大移动距离Δl′=6 cm，对比图像即可得出此时拉环上拉力的大小F.

1.（2013·台州）重力灯是英国的里弗斯设计的一款概念环保灯，设计师为这款灯找到

了“可再生能源”，它就是通过一定的装置将重力势能转化为电能.已知重物质量为20 kg，

每次被举高2 m，LED灯的额定功率为1 W，g取10 N/kg.则：

（1）重物每被举高一次，人至少对重物做了多少焦的功？

（2）重物重力做的功有50% 转化为电能，每举高一次重物能使该灯正常照明多长时间？

2.（2014·黄冈）当前城镇化建设进程中，在一些场馆和楼房建设工地上，常见一种“塔

吊”的起重设备，其主要组成为电动机和机械两部分，如图所示.假设某“塔吊”配置的电动机铭牌上标有：额定电压380 V，额定功率38 kW，线圈电阻0.5 Ω.在一次起吊中，该“塔吊”电动机正常工作25 s，把质量为3 t的重物吊起22 m(g取10 N/kg).求：

（1）电动机吊起重物的过程中消耗的电能.

（2）电动机正常工作过程中线圈产生的热量.

（3）该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率.

3.（2014·荆州）建筑工地上常用电动机通过“龙门吊”提升重物，电动机带动绕有钢索的轮轴转动，与钢索相连的重物就被匀速提升，如图所示.如果轮轴的周长L=40 cm，电动机带动轮轴每秒钟转1圈，被提升的重物质量m=600 kg，电动机的电功率P=4 kW，g 取10 N/kg，求:

(1)在1 min内重物被提升的高度.

(2)在1 min内钢索对重物所做的功.

(3)这套设备的机械效率为多少？

4.（2014·绍兴）小敏看到超载损坏的新闻报道.设计了一个称量车重的模拟电路，将载

重量转化成电流表示数，如图甲.电路由电源，称重计（电流表，量程0～0.6 A）,定值电阻R0，滑动变阻器R1，弹簧和开关组成.已知电源电压8伏，滑动变阻器R1长40厘米、最大阻值20欧，且电阻的大小与其接入的长度成正比，弹簧的长度与受到压力之间的关系如图乙，当没有载物时，变阻器滑片指向上端，电流表示数是0.1 A.

（1）定值电阻R0多大？

（2）弹簧的长度与受到的力的关系是：在弹性限度内，.

（3）最大载重时，该模拟电路的电流表示数多大？

（4）小华觉得最大称量时，该模拟电路的电流表示数应该过满量程的一半，则应选择定值电阻；R2=20欧，R3=5欧和R4=1欧中哪个替换R0，替换后，最大称量时，电流表示数多大？

5.（2014·嘉兴）随着生活水平的提高，扫地机器人逐步进入普通家庭.扫地机器人具有

主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电座充电等诸多智能功能.如图是某款扫地机器人及铭牌上的部分参数，请回答下列有关问题：

项目指标参数

工作电压15 V

功率30 W

电池容量 2 000 mAh

（1）机器人吸尘的工作原理是通过电动机转动使内部压强_________，从而使杂物进入吸尘器.

（2）电池容量“2 000 mAh”是指当工作电流为2 000 mA，能持续供电1小时.若充满电后所有电量用于扫地，则可供机器人持续正常工作多少时间？

（3）机械人的供电系统设有自动充电功能，当检测到电池容量低至10%时会自动返回充电.若返回过程中受到的阻力为20 N，为确保机器人能顺利返回充电，需要充电时离充电座最远为多少米？（剩余电池容量的40%用于提供克服阻力做功）

6.（2013·庆阳）电动自行车是备受人们青睐的一种交通工具.电动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力.下表是某型号电动自行车主要技术参数：

整车整车质量40 kg 最高车速≤30 km/h 最大噪声≤62 dB

蓄电池蓄电容量0.576 kW·h

电动机额定电压48 V

额定功率240 W

（1）行驶过程中每个轮胎与地面的接触面积为50 cm２，当一个质量为50 kg的中学生骑着该电动自行车在平直的公路上行驶时，地面受到的压强是多大？（g取10 N/kg）

（2）若蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶克服阻力做功，电动自行车在平直公路上匀速行驶时受到的平均阻力为40 N，蓄电池充满一次电最多能连续电动行驶多

远？

（3）从环保的角度，与摩托车相比，电动自行车有什么优缺点？（各举一条）

7.（2014·福州）为反对浪费，响应“光盘行动”，小明为自助餐厅的餐桌设计了“光盘

仪”，餐盘放在载盘台上，若盘内剩余食物的质量达到或超过规定值，人一旦离开餐桌，

提示器就会发出提示音，其原理图如图所示，电源电压3 V不变，提示器的电阻R0恒为

50 Ω，传感器R1的阻值随载盘台所载质量变化的关系如下表所示，开关S闭合后，求：

载盘台所载

质量m/g

100 110 12 0 …