专题10 计算题专项训练（江苏专用）-【好题汇编】备战2024-2025学年九年级物理上学期期末真题分类汇编（江苏专用）

专题10 计算题专项训练 1．（2024春•姜堰区期末）南京城墙是世界上现存最长的砖石构造城市城墙，如图甲所示。图乙是一块质地均匀的平整长方体城砖的示意图，已知城砖长AC为0.4m，宽AB为0.2m，厚AD为0.1m，质量为18kg。求： （1）城砖的重力；（g取10N/kg） （2）城砖按图乙方式放在水平地面上时，它对地面的压强； （3）要在AB的中点O处用一与AB垂直的水平力F将城砖推倒，则F至少为多大。 2．（2024春•泰州期末）图甲是《天工开物》里记载的一种捣谷的舂“横木穿插碓头，碓嘴为铁，足踏其末而舂之”。若碓头质量为20kg，不计横木的重力和转动摩擦。（g取10N/kg） （1）求碓头的重力； （2）当他左脚站立，右脚在B点用最小力F1踩横木使其刚好转动时，示意图如图乙所示，已知OA＝1.2m，OB＝0.6m。则此时F1的大小是多少？ （3）若捣谷人右脚与横木的接触面积约为0.125m2。求捣谷时右脚对横木的压强。 3．（2023春•海安市期末）如图甲是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔。左端悬挂配重，右端悬挂用于汲水的水桶，示意图如图乙。不汲水时，桔槔左端的悬绳松弛，配重静止在水平地面；汲水时，先将右端悬挂水桶的杆子向下拉，使水桶在井中装满水，然后将悬挂水桶的杆子向上拉，使水桶提升到井外。（g＝10N/kg） （1）配重质量为15kg、边长0.1m的正方体，求配重对水平地面的压强； （2）水桶外观体积为80dm3，求水桶在井水中所受的最大浮力； （3）若配重悬挂点A和水桶悬挂点B到桔槔的悬点O的距离为OA＝2OB，当质量为30kg的小孩使用这种桔槔提水时，求配重的最大重力？ 4．（2023春•靖江市期末）有一电热水器，质量为20kg，装满水后的总质量为70kg，如图是电热水器安装的尺寸及其受力示意图，在竖直方向上热水器受到挂钩拉力F2和重力G，在水平方向上热水器受到膨胀螺钉对它的拉力F1和墙壁对它的支持力F3。 （1）该热水器最多能装多少立方米的水？ （2）该热水器装满水时，膨胀螺钉的拉力F1是多大？ 5．（2023春•南通期末）用如图所示滑轮组匀速提升重为380N的物体，物体上升的速度为0.5m/s，人对绳的拉力为140N，不计绳重和摩擦，g取10N/kg。求： （1）匀速拉动2s，绳子自由端移动的距离； （2）动滑轮重力； （3）若人的质量为60kg，绳子能承受的最大拉力为700N，该人用此滑轮组能提升物体的最大重力。 6．（2023春•崇川区校级期末）工人用如图所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮与钢绳间的摩擦力及绳重忽略不计。若某一次工人将重800N的建材匀速竖直向上提升了6m，所用的拉力为300N，求： （1）动滑轮的重力； （2）钢绳自由端移动的距离； （3）当所运送建材的重为1100N时，工人作用在绳子上的拉力。 7．（2022秋•南京期末）如图，某型号无人机的质量为2.5kg，在水平方向上以最大速度匀速飞行6km过程中，消耗3.6×104J电能，其中60%转化为机械能。求： （1）悬停时，无人机受到的升力有多大？ （2）从地面飞到离地10m高处过程中，无人机克服自重做了多少功？ （3）以最大速度沿水平方向匀速飞行过程中，无人机受到的水平推力是多少？ 8．（2022秋•阜宁县期末）往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，已知箱子重900N，斜面长3m、高1m。工人用400N沿斜面方向的力将箱子匀速推到车上。 （1）在这过程中工人做的有用功； （2）推力对箱子做的功； （3）物体受到斜面的摩擦力。 9．（2023秋•邗江区期末）如图所示，小明的质量为60kg，他在30s内完成了10个引体向上，每次重心上升50cm，求：（g取10N/kg） （1）小明完成一个引体向上克服重力做的功； （2）30s内克服重力做功的功率。 10．（2024春•兴化市期末）如图所示某型号主战坦克，它的质量为40t，每条履带与地面的接触面积为2m2，该坦克在水平路面上匀速直线行驶，受到的阻力是重力的0.2倍，在25min内行驶30km。求： （1）该坦克在水平路面上匀速直线行驶时的功率； （2）该坦克在水平路面上行驶时，对地面的压强； 11．（2024春•南通期末）小轿车静止在水平地面上，它受到的重力为1.5×104N，轮胎与地面接触的总面积为0.12m2，g取10N/kg，求： （1）小轿车对地面的压力； （2）小轿车对地面的压强； （3）该车在5min内沿平直公路匀速行驶6000m，受到的阻力恒为车重的0.05倍，此过程中汽车牵引力的功率。 12．（2023秋•海安市期末）举重是我国的优势体育项目之一，如图，一位举重运动员在抓举的整个过程中：先将140kg的杠铃举高1.7m用时0.8s，然后空中停留0.6s。已知g取10N/kg，则在这一抓举过程中，求： （1）他对杠铃做的功； （2）他对杠铃做功的功率。 13．（2023春•如皋市期末）一辆质量2t的汽车，在平直公路上以100kW的额定功率由静止开始运动，15s运动200m恰好达到最大速度，接着匀速运动20s关闭发动机，滑行150m停下。其v﹣t图象如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍，（g取10N/kg）求： （1）整个过程中发动机所做的功的大小； （2）汽车运动的最大速度v； （3）整个过程中克服阻力所做的功的大小。 14．（2023秋•宿城区校级期末）某同学用如图所示滑轮组，在4s内将重80N的物体匀速提升2m，不计绳重和摩擦。在此过程中，滑轮组的机械效率为80%。求： （1）拉力F做的有用功是多少？ （2）拉力F的功率是多少？ （3）该装置动滑轮的重是多少？ 15．（2023秋•赣榆区期末）早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳，通常用于从井中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘轳，由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m，水桶的质量为1kg，在这一过程中，人做的总功为500J。g取10N/kg。求此次取水的过程中： （1）人做的有用功为多少？ （2）辘轳的机械效率多大？ 16．（2024春•兴化市期末）工人师傅要将质量120kg的木箱搬到1.5m高的车厢里，他将一块5m长的木板搁在地面与车厢之间构成斜面，然后站在车上用450N的拉力F在10s内将木箱从斜面底端匀速拉到车厢里，如图所示，求： （1）工人拉木箱做的功； （2）斜面的机械效率； （3）木箱在斜面匀速运动时受到的摩擦力。 17．（2023秋•南京期末）如图所示，工人用滑轮组提升重物，已知重物重力G物＝1000N，动滑轮重力G动＝200N。在工人用力F作用下，重物匀速上升，30s达到规定高度6m处。不计绳重和机械之间的摩擦。求： （1）拉力做功的功率； （2）滑轮组的机械效率； （3）若用该装置提升另一重物时，机械效率达到90%，则该重物的重力是多少？ 18．（2023秋•玄武区期末）如图所示是一款履带运输车。一次运送中，运输车在3min内沿水平路面匀速直线行驶900m，行驶中受到的阻力为104N（燃料热值q＝4.5×107J/kg）。求： （1）这次运送中，运输车发动机做的功； （2）发动机的功率； （3）若行驶中受到的阻力不变，发动机的效率是30%，则10kg的燃料可供该车沿水平路面匀速直线行驶的距离是多少千米？ 19．（2023秋•太仓市期末）一辆汽车启动后，以恒定的功率在平直公路上做直线运动。若汽车在公路上行驶1h，消耗汽油7kg，且汽油完全燃烧放出的热量有30%转化为汽车的机械能（已知汽油的热值为4.6×107J/kg，g取10N/kg）。求： （1）求1h内汽车发动机所做的有用功； （2）若汽车在水平路面上匀速行驶时所受的阻力f与速度v的关系如图所示，则该汽车以90km/h的速度匀速行驶时，发动机所做有用功的功率多大？ 20．（2022秋•亭湖区校级期末）盐城“垃圾分一分，城市美十分”活动于2021年2月1日正式实行。在一定的条件下，1t某种分类后的垃圾能“榨”出126kg燃料油，该燃料油的热值为4.0×107J/kg。求： （1）126kg燃料油完全燃烧能放出多少J的热量。 （2）合理利用（1）中的热量可以变废为宝，请完成以下生活应用。 ①如这些热量全部被水吸收，可将多少kg的水从20℃升高到70℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] ②如这些热量的30%用来驱动汽车匀速行驶，汽车行驶时受到的阻力为4×103N，则汽车能运动多少m。 21．（2022秋•兴化市校级期末）由于天气寒冷，吃早饭时妈妈要用热水给小明加热250g瓶装牛奶，如图所示，要使这瓶牛奶的温度由10℃最终升高到50℃，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），牛奶的比热容为2.1×103J/（kg•℃），不计热量损失，求： （1）牛奶需要吸收多少热量？ （2）妈妈至少需要60℃的热水多少千克？ （3）若小明家燃气灶的热效率是25%，妈妈将质量为1kg，温度为10℃的水加热到60℃．需消耗多少千克燃气？（燃气的热值为4.2×107J/kg） 22．（2023秋•新沂市期末）如图所示电路，电阻R1的阻值为30Ω。闭合开关，当滑片P在滑动变阻器R2最右端时，电压表的示数为4.5V；当滑片P移到滑动变阻器中点时，电压表的示数为6V。求： （1）滑片P移到滑动变阻器中点时电路中的电流； （2）电源电压。 23．（2023秋•兴化市期末）图甲为超声波加湿器，图乙为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为10V，定值电阻R0的阻值为20Ω，湿敏电阻R的阻值随湿度变化的关系如图丙所示。求： （1）电压表的示数为6V时，电流表的示数； （2）电流表的示数为0.1A时，空气中的湿度。 24．（2022秋•宿城区期末）新冠肺炎疫情期间，体温检测成为社区、商场等公共场所一种重要的防控手段。如图甲为某电子测温仪的内部简化电路图，测温仪探头内有一热敏电阻Rt，其阻值随温度变化关系如图乙所示。R1为阻值可调的电阻箱，其最大电阻为300Ω，允许通过的最大电流为0.02A，电流表的量程0～0.6A，电压表的量程是0﹣3V，电源电压恒定。某次测试时，将电阻箱的阻值调为R，发现电流表示数为0.01A，此时Rt两端电压为4V。 （1）此时电路中Rt的电阻是多少？ （2）当电流表示数为0.01A时，环境温度是多少？ （3）当环境温度为30℃，将电阻箱的阻值调为0.5R时，发现电流表示数为0.015A，求电源电压是多少？ （4）若温度为40℃，则电阻箱允许接入电路的阻值调节范围是多少？ 25．（2022秋•南京期末）如图甲所示，是小华家汽车上自动测定油箱内油量的装置，R是滑动变阻器（规格为“50Ω，1A”），油量表由电流表改装而成，油箱无油时，滑片在一端；油箱装满时，滑片在另一端。小华想知道R′的阻值，她拆下油量表，另外找来电源、滑动变阻器R1、定值电阻R2、电压表、电流表和开关等器材，组成如图乙所示的电路进行测量，调节R2大小，当电流表示数为0.6A时，油量表的指针指向满刻度，继续调节R1大小，得到如下表所示的数据。 电压表示数/V 0.5 1 1.5 2 2.5 3 油量表示数/L 0 10 20 30 45 60 求：（1）油量表示数为45L时，电压表的示数是多少？ （2）电阻R2的阻值是多少？ （3）油量表的0刻度对应的电流值是多少？ （4）图甲中电阻R′的阻值是多少？ 26．（2023秋•阜宁县期末）如图所示的电路中，电源电压U恒为24V，电阻R1的阻值为6Ω，滑动变阻器R上标有“20Ω 2A”字样。闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为1A。求： （1）此时电阻R1两端的电压U1； （2）1min内R上消耗的电能； （3）若电流表量程为0﹣3A，为了保证电路安全，R接入电路中电阻的最小值是多少？ 27．（2023秋•苏州期末）如图甲所示是电阻R和灯泡L的U～I图像，若将电阻R和灯泡L串联在电路中，如图乙所示，闭合开关S后，电流表示数为0.4A，求： （1）电阻R的阻值； （2）电源电压； （3）灯泡在10s内消耗的电能。 28．（2023秋•邗江区期末）如图所示，电阻R1的阻值为8Ω。当开关S闭合时，电压表示数为2V，电流表示数为0.5A。求： （1）电阻R2的阻值； （2）电源电压； （3）10s内电流通过整个电路所做的功。 29．（2022秋•句容市期末）梅雨季节空气湿度RH较大，人会感觉不舒服，人体感觉比较舒服的湿度RH范围是40%～60%。小聪设计了一款湿度计，从湿度计（由小量程电流表改装而成）指针所指刻度可知湿度大小，其原理如图甲所示。R0为1kΩ的定值电阻，电源电压恒为3V，R为湿敏电阻，其阻值随空气湿度的变化关系如图乙所示，当指针所指湿度对应电流表示数为1.5mA时。 （1）求此时的空气湿度，并判断人体感觉是否舒服。 （2）若空气湿度为50%，求电路消耗的总功率。 30．（2023秋•大丰区期末）在学校物理兴趣小组活动中，小华设计了一个电子压力计，其原理如下：R是一个随推力F变化而变化的电阻，F与R的关系如图甲所示。现有如图乙、丙的两个电路，R0为定值电阻，阻值为20Ω，电源电压恒为6V，电流表量程为0～0.6A。 （1）小华同学推力为0时，求图乙电路中的电流。 （2）图乙中，当用300N的力推电阻，求R的电功率。 （3）图丙中，当干路电流不超过电流表量程时，求小华同学推力F的最大值。 31．（2023秋•姜堰区期末）在综合实践活动课上，小明设计了如图所示的模拟调光灯电路，此电路中电源电压不变，灯泡L标有“6V 3W”字样。将滑动变阻器R的滑片P置于最右端，闭合开关，电压表和电流表示数分别为8V和0.3A；移动滑片P至某一位置，电压表和电流表示数分别为4V和0.5A。求： （1）灯泡L正常发光时，灯泡的电阻； （2）滑动变阻器R的滑片P在最右端时，闭合开关，灯泡L的实际功率多大； （3）为使灯泡安全工作，R的滑片能自由滑动，且滑片P滑到某一端时灯泡能正常发光，应采取怎样的保护措施？请具体说明。 32．（2023秋•海安市期末）如图甲，电源电压恒为16V，灯泡L正常发光时的电压为6V，灯泡L的电流与两端电压的关系如图乙。滑动变阻器，R1上标有“50Ω 2A”，R2为定值电阻，电流表量程为0～3A。当闭合开关S2，断开开关S1、S3时，灯泡L正常发光。求： （1）定值电阻R2的阻值； （2）闭合开关S3，断开开关S1、S2时，当灯泡消耗的功率为1.2W，则滑动变阻器R1连入电路中的电阻为多少？ （3）在确保电路安全的情况下，电路允许消耗的最大功率为多少？ 33．（2023秋•广陵区期末）图乙是养生壶图甲的简化电路图，它的工作电压为220V，R1和R2均为养生壶中的加热电阻，R2的阻值为60Ω。当只闭合S1时为低温挡，低温挡养生壶的电功率为440W。已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）。求： （1）低温挡工作时，电路中电流是多少？ （2）R1的阻值是多少？ （3）高温挡工作时的电功率是多少？ 34．（2023秋•宿城区期末）图甲是小明同学为学校草坪设计的一款自动注水、喷淋系统的电路图。控制电路的电源电压U1＝12V，RF为压敏电阻，放置在注水系统水箱底部，其阻值随压力的增大而减小。图乙是受控电路中电流随时间变化的关系图像。当通过电磁铁线圈的电流为0.1A时，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作，电磁铁线圈的电阻忽略不计。 （1）当衔铁恰好被吸下时，求电阻RF的阻值。 （2）求喷淋系统的电功率。 （3）求500s内注水系统消耗的电能。 35．（2023秋•赣榆区期末）如图甲所示，是某品牌电吹风的原理图，S是功能切换开关，可实现“关”、“凉风”、“热风”之间的转换，某次工作过程中，其电功率与时间的图像如图乙所示。求： （1）电吹风吹凉风时，通过电动机的电流是多大？ （2）正常工作时电热丝的电阻是多大？ （3）电吹风内电动机的线圈电阻是8Ω，若电吹风吹凉风10min，则电动机线圈产生的热量是多少？ （4）某一天，小仁断开家中其它用电器，只用电吹风吹热风时，发现家中如丙图所示的电能表6min内指示灯闪烁了150次，求电吹风此时的实际功率是多少？ 36．（2023秋•兴化市期末）如图甲所示是一款紫砂电饭锅，其简化电路如图乙所示，R1、R2是电热丝，R1的阻值为110Ω，通过单独或同时闭合S1、S2实现低温、中温、高温三个挡位间的切换，其铭牌如表所示，求： （1）低温挡加热时电流的大小； （2）电热丝R2的阻值； （3）已知该电饭锅的加热效率是80%，粥的比热容c粥＝4.0×103J/（kg•℃），将1.1kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃需要的时间。 加热效率 80% 额定电压 220V 电功率 低温挡 440W 中温挡 880W 高温挡 37．（2022秋•兴化市期末）小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图所示，主要技术参数如下表。电吹风在额定电压下工作，请解答如下问题： （1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？ （2）正常工作时电热丝的电阻是多大？ （3）电吹风内电动机的线圈电阻是0.8Ω，电吹风吹冷风10min线圈产生的热量是多少？ （4）一天，小华断开家中其它用电器，只用电吹风吹热风时，发现家中标有“220V，10（20A）；3000r/（kW•h）”的电能表5min内转了200圈，求电吹风此时的实际功率是多少？ 热风温度 50～75℃ 额定功率 热风时：990W 冷风时：110W 额定电压 220V 质量 0.5kg 38．（2022秋•邗江区期末）电吹风是现代家庭的常用电器。如图所示是电吹风的电路原理图，R是电热丝，M是带动风扇转动的电动机，某电吹风的主要技术参数如表所示： 额定电压 220V 频率 50Hz 吹热风时功率 800W 吹冷风时功率 80W （1）当只闭合S1时，电吹风正常工作1min消耗的电能是多少J？ （2）当同时闭合S1、S2时，电吹风正常工作，通过R的电流为多大？（保留一位小数） （3）当电吹风正常工作并且吹热风时，1min内电流通过R产生的热量是多少J？ 39．（2023秋•连云港期末）如图所示，电源电压恒为12V，R0＝60Ω，滑动变阻器R的规格为“50Ω 2A”，电流表的量程为“0～0.6A”，小灯泡上标有“6V 3W”字样。求： （1）小灯泡正常工作时，通过它的电流； （2）当S、S1、S2都闭合，滑片P滑至最右端时，通电1min，定值电阻R0产生的热量； （3）当开关S闭合，S1、S2断开时，为了保证电路中各元件的安全，滑动变阻器允许接入电路中的阻值范围。 40．（2022秋•太仓市期末）如图甲所示是常用的3D打印笔，它通过加热，挤出热熔的塑料，然后在空气中迅速冷却，最后凝固成形。此打印笔有快慢两挡，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2是用于发热的电阻，表格是该款3D打印笔的相关参数。求： 额定电压 220V 慢挡打印功率 22W 快挡打印功率 66W 效率 75% （1）该打印笔在快挡打印功率状态下的工作电流？ （2）R1的阻值？ （3）某次使用快挡打印，共将33g的塑料条从20℃加热到220℃，完成这次打印所需的时间？[塑料条的比热容为1.5×103J/（kg•℃）] 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题10计算题专项训练 1．（2024春•姜堰区期末）南京城墙是世界上现存最长的砖石构造城市城墙，如图甲所示。图乙是一块质地均匀的平整长方体城砖的示意图，已知城砖长AC为0.4m，宽AB为0.2m，厚AD为0.1m，质量为18kg。求： （1）城砖的重力；（g取10N/kg） （2）城砖按图乙方式放在水平地面上时，它对地面的压强； （3）要在AB的中点O处用一与AB垂直的水平力F将城砖推倒，则F至少为多大。 【答案】（1）城砖的重力为180N； （2）它对地面的压强为9×103Pa； （3）F至少为22.5N。 【解答】解：（1）质量为18kg，城砖的重力 G＝mg＝18kg×10N/kg＝180N （2）城砖按图乙方式放在水平地面上时，受力面积 S＝AB×AD＝0.2m×0.1m＝0.02m2 城砖静止在水平地面时，城砖对地面的压力等于城砖自身的重力，即F压＝G＝180N 它对地面的压强 （3）要在AB的中点O处用一与AB垂直的水平力F将城砖推倒，可把城砖看成一个绕底部转动的杠杆，动力F的力臂大小等于城砖AC的长，即L1＝0.4m，阻力为城砖的重力，阻力臂 根据杠杆平衡条件 F×L1＝G×L2 代入数据，解得 答：（1）城砖的重力为180N； （2）它对地面的压强为9×103Pa； （3）F至少为22.5N。 2．（2024春•泰州期末）图甲是《天工开物》里记载的一种捣谷的舂“横木穿插碓头，碓嘴为铁，足踏其末而舂之”。若碓头质量为20kg，不计横木的重力和转动摩擦。（g取10N/kg） （1）求碓头的重力； （2）当他左脚站立，右脚在B点用最小力F1踩横木使其刚好转动时，示意图如图乙所示，已知OA＝1.2m，OB＝0.6m。则此时F1的大小是多少？ （3）若捣谷人右脚与横木的接触面积约为0.125m2。求捣谷时右脚对横木的压强。 【答案】（1）碓头的重力为200N； （2）此时F1的大小是400N； （3）捣谷时右脚对横木的压强为3.2×103Pa。 【解答】解：（1）碓头的重力：G＝mg＝20kg×10N/kg＝200N； （2）根据杠杆的平衡条件可得：F1×OB＝G×OA， 则：F1400N； （3）捣谷时右脚对横木的压强： p3.2×103Pa。 答：（1）碓头的重力为200N； （2）此时F1的大小是400N； （3）捣谷时右脚对横木的压强为3.2×103Pa。 3．（2023春•海安市期末）如图甲是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔。左端悬挂配重，右端悬挂用于汲水的水桶，示意图如图乙。不汲水时，桔槔左端的悬绳松弛，配重静止在水平地面；汲水时，先将右端悬挂水桶的杆子向下拉，使水桶在井中装满水，然后将悬挂水桶的杆子向上拉，使水桶提升到井外。（g＝10N/kg） （1）配重质量为15kg、边长0.1m的正方体，求配重对水平地面的压强； （2）水桶外观体积为80dm3，求水桶在井水中所受的最大浮力； （3）若配重悬挂点A和水桶悬挂点B到桔槔的悬点O的距离为OA＝2OB，当质量为30kg的小孩使用这种桔槔提水时，求配重的最大重力？ 【答案】（1）配重对水平地面的压强为1.5×104Pa； （2）水桶在井水中所受的最大浮力为800N； （3）配重的最大重力为150N。 【解答】解：（1）配重对水平地面的压力等于配重的重力，且配重是边长0.1m的正方体， 则配重对水平地面的压强为： p1.5×104Pa； （2）当水桶即将浸没时，其排开水的体积V排＝V＝80dm3， 则水桶在井水中所受的最大浮力为： F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×80×10﹣3m3＝800N； （3）由数学知识和力臂的概念可知L1：L2＝OB：OA＝1：2， 根据杠杆的平衡条件可得G配L2＝G人L1， 则配重的最大重力为： G配150N。 答：（1）配重对水平地面的压强为1.5×104Pa； （2）水桶在井水中所受的最大浮力为800N； （3）配重的最大重力为150N。 4．（2023春•靖江市期末）有一电热水器，质量为20kg，装满水后的总质量为70kg，如图是电热水器安装的尺寸及其受力示意图，在竖直方向上热水器受到挂钩拉力F2和重力G，在水平方向上热水器受到膨胀螺钉对它的拉力F1和墙壁对它的支持力F3。 （1）该热水器最多能装多少立方米的水？ （2）该热水器装满水时，膨胀螺钉的拉力F1是多大？ 【答案】（1）该热水器最多能装水的体积为0.05m3； （2）该热水器装满水时，膨胀螺钉的拉力F1是500N。 【解答】解：（1）装水的质量m水＝70kg﹣20kg＝50kg， 该热水器最多能装水的体积V0.05m3； （2）根据图示可知，支点是O，F1和F3的力臂分别是280mm和200mm； 电热水器的总重：G＝mg＝70kg×10N/kg＝700N， 因L形挂钩静止，以悬挂架下端为支点，把热水器看成杠杆，则根据杠杆的平衡条件FL1＝GL2可得： F1×280mm＝G×200mm， 即：F1×280mm＝700N×200mm 解得：F1＝500N。 答：（1）该热水器最多能装水的体积为0.05m3； （2）该热水器装满水时，膨胀螺钉的拉力F1是500N。 5．（2023春•南通期末）用如图所示滑轮组匀速提升重为380N的物体，物体上升的速度为0.5m/s，人对绳的拉力为140N，不计绳重和摩擦，g取10N/kg。求： （1）匀速拉动2s，绳子自由端移动的距离； （2）动滑轮重力； （3）若人的质量为60kg，绳子能承受的最大拉力为700N，该人用此滑轮组能提升物体的最大重力。 【答案】（1）匀速拉动2s，绳子自由端移动的距离为3m； （2）动滑轮重力为40N； （3）若人的质量为60kg，绳子能承受的最大拉力为700N，该人用此滑轮组能提升物体的最大重力为1760N。 【解答】解：（1）物体上升的高度：h＝vt＝0.5m/s×2s＝1m， 由图知，承担物重的绳子股数n＝3， 绳子自由端移动的距离：s＝nh＝3×1m＝3m； （2）不计绳重和摩擦，拉力F（G+G动），则动滑轮重力： G动＝nF﹣G＝3×140N﹣380N＝40N； （3）人的重力：G人＝m人g＝60kg×10N/kg＝600N， 绳子能承受的最大拉力为700N， 所以人能施加的最大拉力：F最大＝G人＝600N，否则人会被绳子拉起来； 不计绳重和摩擦，最大拉力F最大（G最大+G动），则提升物体的最大重力： G最大＝nF最大﹣G动＝3×600N﹣40N＝1760N。 答：（1）匀速拉动2s，绳子自由端移动的距离为3m； （2）动滑轮重力为40N； （3）若人的质量为60kg，绳子能承受的最大拉力为700N，该人用此滑轮组能提升物体的最大重力为1760N。 6．（2023春•崇川区校级期末）工人用如图所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮与钢绳间的摩擦力及绳重忽略不计。若某一次工人将重800N的建材匀速竖直向上提升了6m，所用的拉力为300N，求： （1）动滑轮的重力； （2）钢绳自由端移动的距离； （3）当所运送建材的重为1100N时，工人作用在绳子上的拉力。 【答案】（1）动滑轮的重力为100N； （2）钢绳自由端移动的距离为18m； （3）当所运送建材的重为1100N时，工人作用在绳子上的拉力为400N。 【解答】解： （1）由图示可知，n＝3， 滑轮与钢绳间的摩擦力及绳重忽略不计，由F（G+G动）可得，动滑轮的重力：G动＝3F﹣G＝3×300N﹣800N＝100N； （2）已知建材上升的高度为6m，则钢绳自由端移动的距离：s＝3h＝3×6m＝18m； （3）滑轮与钢绳间的摩擦力及绳重忽略不计，当所运送建材的重为1100N时，工人作用在绳子上的拉力：F′（G′+G动）（1100N+100N）＝400N。 答：（1）动滑轮的重力为100N； （2）钢绳自由端移动的距离为18m； （3）当所运送建材的重为1100N时，工人作用在绳子上的拉力为400N。 7．（2022秋•南京期末）如图，某型号无人机的质量为2.5kg，在水平方向上以最大速度匀速飞行6km过程中，消耗3.6×104J电能，其中60%转化为机械能。求： （1）悬停时，无人机受到的升力有多大？ （2）从地面飞到离地10m高处过程中，无人机克服自重做了多少功？ （3）以最大速度沿水平方向匀速飞行过程中，无人机受到的水平推力是多少？ 【答案】（1）悬停时，无人机受到的升力为25N； （2）从地面飞到离地10m高处过程中，无人机克服自重做了250J的功； （3）以最大速度沿水平方向匀速飞行过程中，无人机受到的水平推力是3.6N。 【解答】解：（1）无人机悬停时，处于平衡状态，升力与重力平衡，大小相等，即F升＝G＝mg＝2.5kg×10N/kg＝25N； （2）无人机克服重力做的功W＝Gh＝25N×10m＝250J； （3）无人机水平飞行时，获得的机械能W机械＝60%W电＝60%×3.6×104J＝2.16×104J； 无人机受到的水平推力F3.6N； 答：（1）悬停时，无人机受到的升力为25N； （2）从地面飞到离地10m高处过程中，无人机克服自重做了250J的功； （3）以最大速度沿水平方向匀速飞行过程中，无人机受到的水平推力是3.6N。 8．（2022秋•阜宁县期末）往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，已知箱子重900N，斜面长3m、高1m。工人用400N沿斜面方向的力将箱子匀速推到车上。 （1）在这过程中工人做的有用功； （2）推力对箱子做的功； （3）物体受到斜面的摩擦力。 【答案】（1）在这过程中工人做的有用功为900J； （2）推力对箱子做的功为1200J； （3）物体受到斜面的摩擦力为100N。 【解答】解：（1）人对物体所做的有用功： W有＝Gh＝900N×1m＝900J； （2）推力对箱子做的功： W总＝FL＝400N×3m＝1200J； （3）额外功：W额＝W总﹣W有＝1200J﹣900J＝300J； 则摩擦力：f100N。 答：（1）在这过程中工人做的有用功为900J； （2）推力对箱子做的功为1200J； （3）物体受到斜面的摩擦力为100N。 9．（2023秋•邗江区期末）如图所示，小明的质量为60kg，他在30s内完成了10个引体向上，每次重心上升50cm，求：（g取10N/kg） （1）小明完成一个引体向上克服重力做的功； （2）30s内克服重力做功的功率。 【答案】（1）小明完成一个引体向上克服重力做的功600J； （2）30s内克服重力做功的功率 100W。 【解答】解：（1）小明的重力：G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N 小明完成一个引体向上克服重力做的功：W0＝Gh＝600N×50×10﹣2m＝300J （2）30s内克服重力做的总功：W总＝10W0＝10×300J＝3000J 30s内克服重力做功的功率： 答：（1）小明完成一个引体向上克服重力做的功为600J； （2）30s内克服重力做功的功率为100W。 10．（2024春•兴化市期末）如图所示某型号主战坦克，它的质量为40t，每条履带与地面的接触面积为2m2，该坦克在水平路面上匀速直线行驶，受到的阻力是重力的0.2倍，在25min内行驶30km。求： （1）该坦克在水平路面上匀速直线行驶时的功率； （2）该坦克在水平路面上行驶时，对地面的压强； 【答案】（1）该坦克在水平路面上匀速直线行驶时的功率为1.6×106W； （2）该坦克在水平路面上行驶时，对地面的压强为1×105Pa。 【解答】解：（1）坦克的重力：G＝mg＝40×103kg×10N/kg＝4×105N， 坦克在水平路面上匀速直线行驶，受到的牵引力与阻力平衡，大小相等， 故牵引力：F＝f＝0.2G＝0.2×4×105N＝8×104N， 坦克在水平路面上匀速直线行驶时的功率：P1.6×106W； （2））坦克对水平路面的压力：F压＝G＝4×105N， 坦克对地面的压强：p1×105Pa。 答：（1）该坦克在水平路面上匀速直线行驶时的功率为1.6×106W； （2）该坦克在水平路面上行驶时，对地面的压强为1×105Pa。 11．（2024春•南通期末）小轿车静止在水平地面上，它受到的重力为1.5×104N，轮胎与地面接触的总面积为0.12m2，g取10N/kg，求： （1）小轿车对地面的压力； （2）小轿车对地面的压强； （3）该车在5min内沿平直公路匀速行驶6000m，受到的阻力恒为车重的0.05倍，此过程中汽车牵引力的功率。 【答案】（1）小轿车对地面的压力为1.5×104N； （2）小轿车对地面的压强为1.25×105Pa； （3）此过程中汽车牵引力的功率为15000W。 【解答】解：（1）小轿车静止在水平地面上时，对地面的压力等于车的重力，即：F＝G＝1.5×104N； （2）小轿车对地面的压强：p1.25×105Pa； （3）车做匀速直线运动，受到的牵引力与阻力平衡，大小相等，即： F牵＝f＝0.05G＝0.05×1.5×104N＝750N， 车的速度：v20m/s， 由PFv可得，牵引力的功率：P＝F牵v＝750N×20m/s＝15000W。 答：（1）小轿车对地面的压力为1.5×104N； （2）小轿车对地面的压强为1.25×105Pa； （3）此过程中汽车牵引力的功率为15000W。 12．（2023秋•海安市期末）举重是我国的优势体育项目之一，如图，一位举重运动员在抓举的整个过程中：先将140kg的杠铃举高1.7m用时0.8s，然后空中停留0.6s。已知g取10N/kg，则在这一抓举过程中，求： （1）他对杠铃做的功； （2）他对杠铃做功的功率。 【答案】（1）他对杠铃做的功是2380J； （2）他对杠铃做功的功率为1700W。 【解答】解：（1）杠铃的重力： G＝mg＝140kg×10N/kg＝1400N； 运动员对杠铃做的功： W＝Gh＝1400N×1.7m＝2380J； （2）由题意可知，整个抓举过程所用的时间t＝0.8s+0.6s＝1.4s， 则在这一抓举过程中他对杠铃做功的功率： P1700W。 答：（1）他对杠铃做的功是2380J； （2）他对杠铃做功的功率为1700W。 13．（2023春•如皋市期末）一辆质量2t的汽车，在平直公路上以100kW的额定功率由静止开始运动，15s运动200m恰好达到最大速度，接着匀速运动20s关闭发动机，滑行150m停下。其v﹣t图象如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍，（g取10N/kg）求： （1）整个过程中发动机所做的功的大小； （2）汽车运动的最大速度v； （3）整个过程中克服阻力所做的功的大小。 【答案】（1）整个过程中发动机所做的功为3.5×106J； （2）汽车运动的最大速度为25m/s； （3）整个过程中克服阻力所做的功为3.4×106J。 【解答】解：（1）汽车个过程中发动机所做功所用的时间：t＝35s； 整个过程中发动机所做的功：W＝P额t＝100×103W×35s＝3.5×106J； （2）汽车匀速直线运动时，汽车的牵引力F牵＝f＝0.2G＝0.2mg＝0.2×2×103kg×10N/kg＝4×103N； 根据P＝Fv可知，汽车的最大速度：v25m/s； （3）车在运动过程中受到的阻力：f＝4×103N； 由v可知，汽车在15s～35s行驶的路程：s′＝vt′＝25m/s×20s＝500m； 整个过程汽车行驶的路程：s＝200m+500m+150m＝850m； 整个过程中克服阻力所做的功：Wf＝fs＝4×103N×850m＝3.4×106J。 答：（1）整个过程中发动机所做的功为3.5×106J； （2）汽车运动的最大速度为25m/s； （3）整个过程中克服阻力所做的功为3.4×106J。 14．（2023秋•宿城区校级期末）某同学用如图所示滑轮组，在4s内将重80N的物体匀速提升2m，不计绳重和摩擦。在此过程中，滑轮组的机械效率为80%。求： （1）拉力F做的有用功是多少？ （2）拉力F的功率是多少？ （3）该装置动滑轮的重是多少？ 【答案】（1）拉力F做的有用功为160J； （2）拉力F的功率为50W； （3）该装置动滑轮的重力为20N。 【解答】解：（1）拉力F做的有用功为： W有＝Gh＝80N×2m＝160J； （2）根据η得总功为： ； 则拉力F的功率为： ； （3）额外功为： W额＝W总﹣W有＝200J﹣160J＝40J， 不计绳重和摩擦，所以额外功就是克服动滑轮重做的功，所以该装置动滑轮的重为：。 答：（1）拉力F做的有用功为160J； （2）拉力F的功率为50W； （3）该装置动滑轮的重力为20N。 15．（2023秋•赣榆区期末）早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳，通常用于从井中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘轳，由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m，水桶的质量为1kg，在这一过程中，人做的总功为500J。g取10N/kg。求此次取水的过程中： （1）人做的有用功为多少？ （2）辘轳的机械效率多大？ 【答案】（1）人做的有用功为400J； （2）辘轳的机械效率80%。 【解答】解：（1）拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m，水的重力 G水＝m水g＝10kg×10N/kg＝100N， 做的有用功：W有用＝G水h水＝100N×4m＝400J； （2）辘轳的机械效率η100%＝80%。 答：（1）人做的有用功为400J； （2）辘轳的机械效率80%。 16．（2024春•兴化市期末）工人师傅要将质量120kg的木箱搬到1.5m高的车厢里，他将一块5m长的木板搁在地面与车厢之间构成斜面，然后站在车上用450N的拉力F在10s内将木箱从斜面底端匀速拉到车厢里，如图所示，求： （1）工人拉木箱做的功； （2）斜面的机械效率； （3）木箱在斜面匀速运动时受到的摩擦力。 【答案】（1）工人拉木箱做的功为1800J； （2）斜面的机械效率为80%； （3）木箱在斜面匀速运动时受到的摩擦力为90N。 【解答】解：（1）工人拉木箱做的功： W总＝Fs＝450N×5m＝2250J； （2）木箱的重力： G＝mg＝120kg×10N/kg＝1200N， 工人对木箱做的有用功： W有用＝Gh＝1200N×1.5m＝1800J； 斜面的机械效率： η100%100%＝80%； （3）克服摩擦力所做的额外功： W额＝W总﹣W有＝2250J﹣1800J＝450J， 由W额＝fs可得，物体所受斜面的摩擦力： f90N。 答：（1）工人拉木箱做的功为1800J； （2）斜面的机械效率为80%； （3）木箱在斜面匀速运动时受到的摩擦力为90N。 17．（2023秋•南京期末）如图所示，工人用滑轮组提升重物，已知重物重力G物＝1000N，动滑轮重力G动＝200N。在工人用力F作用下，重物匀速上升，30s达到规定高度6m处。不计绳重和机械之间的摩擦。求： （1）拉力做功的功率； （2）滑轮组的机械效率； （3）若用该装置提升另一重物时，机械效率达到90%，则该重物的重力是多少？ 【答案】（1）拉力做功的功率为240W； （2）滑轮组的机械效率为83.3%； （3）若用该装置提升另一重物时，机械效率达到90%，则该重物的重力是1800N。 【解答】解：（1）有用功为：W有＝G物h＝1000N×6m＝6000J； 额外功为：W额＝G动h＝200N×6m＝1200J； 总功为：W总＝W有+W额＝6000J+1200J＝7200J； 拉力做功的功率为：P240W； （2）滑轮组的机械效率：η100%83.3%； （3）不计绳重和机械之间的摩擦，根据η可知， 机械效率达到90%时，有：90%，解得：G'物＝1800N。 答：（1）拉力做功的功率为240W； （2）滑轮组的机械效率为83.3%； （3）若用该装置提升另一重物时，机械效率达到90%，则该重物的重力是1800N。 18．（2023秋•玄武区期末）如图所示是一款履带运输车。一次运送中，运输车在3min内沿水平路面匀速直线行驶900m，行驶中受到的阻力为104N（燃料热值q＝4.5×107J/kg）。求： （1）这次运送中，运输车发动机做的功； （2）发动机的功率； （3）若行驶中受到的阻力不变，发动机的效率是30%，则10kg的燃料可供该车沿水平路面匀速直线行驶的距离是多少千米？ 【答案】（1）这次运送中，运输车发动机做的功为9×106J； （2）发动机的功率为5×104W； （3）10kg的燃料可供该车沿水平路面匀速直线行驶的距离是1.35×104m。 【解答】解：（1）因为运输车匀速直线行驶，受力平衡，所以发动机的牵引力F牵＝f＝104N， 这次运送中，运输车发动机做的功W＝F牵s＝104N×900m＝9×106J； （2）运输车发动机的功率为： P5×104W； （3）10kg的燃料完全燃烧放出的热量为： Q放＝m燃料q＝10kg×4.5×107J/kg＝4.5×108J， 发动机做的有用功为： W有＝Q放η＝4.5×108J×30%＝1.35×108J， 该车沿水平路面匀速直线行驶的距离为： s′1.35×104m。 答：（1）这次运送中，运输车发动机做的功为9×106J； （2）发动机的功率为5×104W； （3）10kg的燃料可供该车沿水平路面匀速直线行驶的距离是1.35×104m。 19．（2023秋•太仓市期末）一辆汽车启动后，以恒定的功率在平直公路上做直线运动。若汽车在公路上行驶1h，消耗汽油7kg，且汽油完全燃烧放出的热量有30%转化为汽车的机械能（已知汽油的热值为4.6×107J/kg，g取10N/kg）。求： （1）求1h内汽车发动机所做的有用功； （2）若汽车在水平路面上匀速行驶时所受的阻力f与速度v的关系如图所示，则该汽车以90km/h的速度匀速行驶时，发动机所做有用功的功率多大？ 【答案】（1）1h内汽车发动机所做的有用功为9.66×107J； （2）该轿车以90km/h的速度匀速行驶时，发动机所做有用功的功率为6.25×104W。 【解答】解：（1）7kg汽油完全燃烧放出的热量为： Q放＝mq＝7kg×4.6×107J/kg＝3.22×108J， 1h内汽车发动机所做的有用功为： W＝ηQ放＝30%×3.22×108J＝9.66×107J； （2）汽车的速度v＝90km/h＝25m/s， 由图乙可知，其阻力f＝2500N， 轿车做匀速直线运动时，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，即：F＝f＝2500N， 则汽车的功率：PFv＝2500N×25m/s＝6.25×104W。 答：（1）1h内汽车发动机所做的有用功为9.66×107J； （2）该轿车以90km/h的速度匀速行驶时，发动机所做有用功的功率为6.25×104W。 20．（2022秋•亭湖区校级期末）盐城“垃圾分一分，城市美十分”活动于2021年2月1日正式实行。在一定的条件下，1t某种分类后的垃圾能“榨”出126kg燃料油，该燃料油的热值为4.0×107J/kg。求： （1）126kg燃料油完全燃烧能放出多少J的热量。 （2）合理利用（1）中的热量可以变废为宝，请完成以下生活应用。 ①如这些热量全部被水吸收，可将多少kg的水从20℃升高到70℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] ②如这些热量的30%用来驱动汽车匀速行驶，汽车行驶时受到的阻力为4×103N，则汽车能运动多少m。 【答案】（1）这些垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放出的热量为5.04×109J； （2）①如这些热量全部被水吸收，可将2.4×104 kg的水从20℃升高到70℃； ②如这些热量的30%用来驱动汽车匀速行驶，汽车行驶时受到的阻力为4×103N，则汽车能运动3.78×105m。 【解答】解：（1）1t该种分类后的垃圾能“榨”出燃料油为m油＝126kg， 完全燃烧释放的热量： Q放＝m油q＝126kg×4.0×107J/kg＝5.04×109J； （2）①由题知燃料油完全燃烧放出的热量全部被水吸收，即水吸收的热量：Q吸＝Q放＝5.04×109J， 由Q吸＝cmΔt可得水的质量： m水2.4×104 kg； ②由题知，转化为的有用功W有用＝Q放η＝5.04×109J×30%＝1.512×109J， 汽车匀速行驶时克服阻力做的功为有用功， 由W有用＝fs得汽车行驶的距离： s3.78×105m。 答：（1）这些垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放出的热量为5.04×109J； （2）①如这些热量全部被水吸收，可将2.4×104 kg的水从20℃升高到70℃； ②如这些热量的30%用来驱动汽车匀速行驶，汽车行驶时受到的阻力为4×103N，则汽车能运动3.78×105m。 21．（2022秋•兴化市校级期末）由于天气寒冷，吃早饭时妈妈要用热水给小明加热250g瓶装牛奶，如图所示，要使这瓶牛奶的温度由10℃最终升高到50℃，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），牛奶的比热容为2.1×103J/（kg•℃），不计热量损失，求： （1）牛奶需要吸收多少热量？ （2）妈妈至少需要60℃的热水多少千克？ （3）若小明家燃气灶的热效率是25%，妈妈将质量为1kg，温度为10℃的水加热到60℃．需消耗多少千克燃气？（燃气的热值为4.2×107J/kg） 【答案】（1）牛奶吸收的热量2.1×104J； （2）妈妈至少需要60℃的热水0.5kg； （3）需消耗0.02kg燃气。 【解答】解：（1）牛奶吸收的热量： Q吸＝c1m1（t﹣t01） ＝2.1×103J/（kg•℃）×0.25kg×（50℃﹣10℃） ＝2.1×104J； （2）Q吸＝Q放＝2.1×104J， 即c水m水（t02﹣t）＝Q放， 则m水0.5kg； （3）水需要吸收的热量： Q吸′＝cm′（t′﹣t0′）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（60℃﹣10℃）＝2.1×105J； 因为热效率η， 所以，燃气完全燃烧放出的热量： Q放′8.4×105J； 根据Q放′＝m″q可得，需要燃气的质量： m″0.02kg。 答：（1）牛奶吸收的热量2.1×104J； （2）妈妈至少需要60℃的热水0.5kg； （3）需消耗0.02kg燃气。 22．（2023秋•新沂市期末）如图所示电路，电阻R1的阻值为30Ω。闭合开关，当滑片P在滑动变阻器R2最右端时，电压表的示数为4.5V；当滑片P移到滑动变阻器中点时，电压表的示数为6V。求： （1）滑片P移到滑动变阻器中点时电路中的电流； （2）电源电压。 【答案】（1）滑片P移到滑动变阻器中点时电路中的电流0.2A； （2）电源电压9V。 【解答】解：（1）当滑片P移到滑动变阻器中点时，电压表的示数为6V， 电路中的电流I＝I10.2A， （2）电源电压U＝U1+UP＝6V+IRP＝6V+0.2A——①； 当当滑片P在滑动变阻器R2最右端时，电压表的示数为4.5V， 电路中的电流I＝I'10.15A， 电源电压U＝U'1+U'P＝4.5V+I'R'P＝4.5V+0.15A×R——②； 由①②解得U＝9V； 答：（1）滑片P移到滑动变阻器中点时电路中的电流0.2A； （2）电源电压9V。 23．（2023秋•兴化市期末）图甲为超声波加湿器，图乙为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为10V，定值电阻R0的阻值为20Ω，湿敏电阻R的阻值随湿度变化的关系如图丙所示。求： （1）电压表的示数为6V时，电流表的示数； （2）电流表的示数为0.1A时，空气中的湿度。 【答案】（1）电压表的示数为6V时，电流表的示数为0.2A； （2）电流表的示数为0.1A时，空气中的湿度是80%。 【解答】解：由电路图可知，定值电阻R0与湿敏电阻R串联，电压表测湿敏电阻R两端的电压，电流表测电路中的电流； （1）当电压表的示数为6V时，即UR＝6V， 因串联电路的总电压等于各分电压之和，所以定值电阻R0两端的电压：U0＝U﹣UR＝10V﹣6V＝4V， 电流表的示数：I0.2A； （2）当电流表示数I′＝0.1A时，定值电阻R0两端的电压：U0′＝I′R0＝0.1A×20Ω＝2V， 则湿敏电阻两端的电压：UR′＝U﹣U0′＝10V﹣2V＝8V， 此时湿敏电阻的阻值：R′， 由图丙可知，湿敏电阻的阻值为80Ω时，对应的空气湿度是80%。 答：（1）电压表的示数为6V时，电流表的示数为0.2A； （2）电流表的示数为0.1A时，空气中的湿度是80%。 24．（2022秋•宿城区期末）新冠肺炎疫情期间，体温检测成为社区、商场等公共场所一种重要的防控手段。如图甲为某电子测温仪的内部简化电路图，测温仪探头内有一热敏电阻Rt，其阻值随温度变化关系如图乙所示。R1为阻值可调的电阻箱，其最大电阻为300Ω，允许通过的最大电流为0.02A，电流表的量程0～0.6A，电压表的量程是0﹣3V，电源电压恒定。某次测试时，将电阻箱的阻值调为R，发现电流表示数为0.01A，此时Rt两端电压为4V。 （1）此时电路中Rt的电阻是多少？ （2）当电流表示数为0.01A时，环境温度是多少？ （3）当环境温度为30℃，将电阻箱的阻值调为0.5R时，发现电流表示数为0.015A，求电源电压是多少？ （4）若温度为40℃，则电阻箱允许接入电路的阻值调节范围是多少？ 【答案】（1）此时电路中Rt的电阻是400Ω； （2）当电流表示数为0.01A时，环境温度是20℃； （3）当环境温度为30℃，将电阻箱的阻值调为0.5R时，发现电流表示数为0.015A，电源电压是6V； （4）若温度为40℃，则电阻箱允许接入电路的阻值调节范围是100Ω～200Ω。 【解答】解：由电路图可知，R1与Rt串联，电流表测电路中的电流。 （1）根据欧姆定律可知此时电路中Rt的电阻：Rt400Ω； （2）当电流表示数为0.01A时，Rt的电阻为400Ω，从图乙可知环境温度是20℃； （3）设电源电压为U，则U， 当电流表示数为0.01A时，U＝0.01A×R+4V…① 当环境温度为30℃，从图乙可知Rt的阻值为300Ω，将电阻箱的阻值调为0.5R时，发现电流表示数为0.015A， 则：U＝0.015A×0.5R+0.015A×300Ω…② 由①②解出解出U＝6V； （4）由图乙可知，环境温度为40℃时，热敏电阻的阻值Rt＝200Ω， 由电流表的量程为0～0.6A和电阻箱允许通过的最大电流为0.02A可知，电路中的最大电流I大＝0.02A， 则电路的最小总电阻：R总′300Ω， 所以，电阻箱接入电路中的最小阻值：R1′＝R总′﹣Rt＝300Ω﹣200Ω＝100Ω， 电压表的量程是0﹣3V，故电阻箱两端的电压最大为3V，此时Rt两端的电压为6V﹣3V＝3V， 根据欧姆定律及串联分压特点可知，电路中电流I小0.015A， 此时变阻器接入电路的阻值最大，为R1″200Ω， 则电阻箱允许接入电路的阻值调节范围是100Ω～200Ω。 答：（1）此时电路中Rt的电阻是400Ω； （2）当电流表示数为0.01A时，环境温度是20℃； （3）当环境温度为30℃，将电阻箱的阻值调为0.5R时，发现电流表示数为0.015A，电源电压是6V； （4）若温度为40℃，则电阻箱允许接入电路的阻值调节范围是100Ω～200Ω。 25．（2022秋•南京期末）如图甲所示，是小华家汽车上自动测定油箱内油量的装置，R是滑动变阻器（规格为“50Ω，1A”），油量表由电流表改装而成，油箱无油时，滑片在一端；油箱装满时，滑片在另一端。小华想知道R′的阻值，她拆下油量表，另外找来电源、滑动变阻器R1、定值电阻R2、电压表、电流表和开关等器材，组成如图乙所示的电路进行测量，调节R2大小，当电流表示数为0.6A时，油量表的指针指向满刻度，继续调节R1大小，得到如下表所示的数据。 电压表示数/V 0.5 1 1.5 2 2.5 3 油量表示数/L 0 10 20 30 45 60 求：（1）油量表示数为45L时，电压表的示数是多少？ （2）电阻R2的阻值是多少？ （3）油量表的0刻度对应的电流值是多少？ （4）图甲中电阻R′的阻值是多少？ 【答案】（1）油量表示数为45L时，电压表的示数是2.5V； （2）电阻R2的阻值是5Ω； （3）油量表的0刻度对应的电流值是0.1A； （4）图甲中电阻R′的阻值是10Ω。 【解答】解：（1）由乙电路图可知油量表与R1、R2串联，电压表测R2两端的电压； 由表格信息可知当油量表的示数为45L时，电压表的示数为2.5V； （2）由表格信息可知当油量表有最大读数时，电压表的示数为：U2＝3V，此时乙图电路中的最大电流：Imax＝0.6A， 由串联电路电流规律可知，通过R2的电流：I2＝Imax＝0.6A， 根据欧姆定律可得R2的阻值：R25Ω； （3）当油量表的读数为0时，电压表的示数为0.5V，油量表的读数：Imin0.1A； （4）由甲图可知：当油箱装满时，P在a端，电路为R'的简单电路，此时电路中的电流Imax＝0.6A， 当P在b端，R′与R的最大阻值串联，此时电路中的电流Imin＝0.1A， 串联电路中各处的电流相等，串联电路总电压等于各分电压之和， 根据电源的电压不变可得：U＝ImaxR′＝Imin（R′+R），即0.6A×R′＝0.1A×（R′+50Ω）， 解得：R′＝10Ω。 答：（1）油量表示数为45L时，电压表的示数是2.5V； （2）电阻R2的阻值是5Ω； （3）油量表的0刻度对应的电流值是0.1A； （4）图甲中电阻R′的阻值是10Ω。 26．（2023秋•阜宁县期末）如图所示的电路中，电源电压U恒为24V，电阻R1的阻值为6Ω，滑动变阻器R上标有“20Ω 2A”字样。闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为1A。求： （1）此时电阻R1两端的电压U1； （2）1min内R上消耗的电能； （3）若电流表量程为0﹣3A，为了保证电路安全，R接入电路中电阻的最小值是多少？ 【答案】（1）此时电阻R1两端的电压U1为6V； （2）1min内R上消耗的电能为1080J； （3）若电流表量程为0﹣3A，为了保证电路安全，R接入电路中电阻的最小值是6Ω。 【解答】解：（1）闭合开关，定值电阻和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律得出此时电阻R1两端的电压U1＝IR1＝1A×6Ω＝6V； （2）根据串联电路的电压特点可知R两端的电压UR＝U﹣U1＝24V﹣6V＝18V， 根据W＝UIt可知1min内R上消耗的电能W＝URIt＝18V×1A×60s＝1080J； （3）若电流表量程为0﹣3A，滑动变阻器R上标有“20Ω 2A”字样，为了保证电路安全，电路电流最大为I′＝2A，根据欧姆定律可知电路总电阻R′12Ω， 根据电阻串联的特点可知R接入电路中电阻的最小值R小＝R′﹣R1＝12Ω﹣6Ω＝6Ω。 答：（1）此时电阻R1两端的电压U1为6V； （2）1min内R上消耗的电能为1080J； （3）若电流表量程为0﹣3A，为了保证电路安全，R接入电路中电阻的最小值是6Ω。 27．（2023秋•苏州期末）如图甲所示是电阻R和灯泡L的U～I图像，若将电阻R和灯泡L串联在电路中，如图乙所示，闭合开关S后，电流表示数为0.4A，求： （1）电阻R的阻值； （2）电源电压； （3）灯泡在10s内消耗的电能。 【答案】（1）电阻R的阻值为5Ω； （2）电源电压3V； （3）灯泡在10s内消耗的电能为4J。 【解答】解：由图乙可知，电阻R与灯泡L串联，电流表测量电路中的电流； （1）由图甲可知，电阻R的阻值：R5Ω； （2）由图甲可知，当通过电路中的电流为0.4A时，电阻R两端的电压为2.0V，灯泡两端的电压为1.0V， 根据串联电路的电压特点可知，电源电压：U＝UR′+UL＝2.0V+1.0V＝3V； （3）灯泡在10s内消耗的电能：WL＝ULILt＝0.4A×1.0V×10s＝4J。 答：（1）电阻R的阻值为5Ω； （2）电源电压3V； （3）灯泡在10s内消耗的电能为4J。 28．（2023秋•邗江区期末）如图所示，电阻R1的阻值为8Ω。当开关S闭合时，电压表示数为2V，电流表示数为0.5A。求： （1）电阻R2的阻值； （2）电源电压； （3）10s内电流通过整个电路所做的功。 【答案】（1）电阻R2的阻值为4Ω； （2）电源电压是6V； （3）10s内电流通过整个电路所做的功为30J。 【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压。 （1）由I可得，R2的阻值为：R24Ω； （2）R1两端的电压为：U1＝I1R1＝IR1＝0.5A×8Ω＝4V， 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源电压：U＝U1+U2＝4V+2V＝6V； （3）10s内电流通过整个电路所做的功为：W＝UIt＝6V×0.5A×10s＝30J。 答：（1）电阻R2的阻值为4Ω； （2）电源电压是6V； （3）10s内电流通过整个电路所做的功为30J。 29．（2022秋•句容市期末）梅雨季节空气湿度RH较大，人会感觉不舒服，人体感觉比较舒服的湿度RH范围是40%～60%。小聪设计了一款湿度计，从湿度计（由小量程电流表改装而成）指针所指刻度可知湿度大小，其原理如图甲所示。R0为1kΩ的定值电阻，电源电压恒为3V，R为湿敏电阻，其阻值随空气湿度的变化关系如图乙所示，当指针所指湿度对应电流表示数为1.5mA时。 （1）求此时的空气湿度，并判断人体感觉是否舒服。 （2）若空气湿度为50%，求电路消耗的总功率。 【答案】（1）此时的空气湿度为80%，人体感觉不舒服； （2）电路消耗的总功率为0.003W。 【解答】解：（1）由图甲可知，闭合开关，两电阻串联，电流表测量电路中的电流。 当指针所指湿度对应电流表示数为1.5mA时，电路中的电流I＝1.5mA＝0.0015A， 根据欧姆定律可知此时电路的总电阻：R总2000Ω， 串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据电阻串联的特点可知湿敏电阻的阻值：R＝R总﹣R0＝2000Ω﹣1000Ω＝1000Ω＝1kΩ， 从图乙中可知此时的空气湿度为80%，因人体感觉比较舒服的湿度RH范围是40%～60%，故此时人体感觉不舒服； （2）若空气湿度为50%，R′＝2kΩ， 电路消耗的总功率：P0.003W； 答：（1）此时的空气湿度为80%，人体感觉不舒服； （2）电路消耗的总功率为0.003W。 30．（2023秋•大丰区期末）在学校物理兴趣小组活动中，小华设计了一个电子压力计，其原理如下：R是一个随推力F变化而变化的电阻，F与R的关系如图甲所示。现有如图乙、丙的两个电路，R0为定值电阻，阻值为20Ω，电源电压恒为6V，电流表量程为0～0.6A。 （1）小华同学推力为0时，求图乙电路中的电流。 （2）图乙中，当用300N的力推电阻，求R的电功率。 （3）图丙中，当干路电流不超过电流表量程时，求小华同学推力F的最大值。 【答案】（1）当小华同学推力为0时，图乙电路中的电流0.1A； （2）用300N的力推电阻，R的电功率为0.4W； （3）图丙中当干路电流不超过电流表量程时，小华同学推力F的最大值为200N。 【解答】解：（1）由甲图可知，当F＝0时，电阻R＝40Ω，图乙中，R和R0串联，则总电阻R总＝R+R0＝40Ω+20Ω＝60Ω， 电路中的电流I； （2）图乙中，R和R0串联，已知F＝300N，由甲图可知电阻R＝10Ω，串联电路的电流I′0.2A；R的功率P＝I2R＝（0.2A）2×10Ω＝0.4W； （3）图丙中，R和R0并联，通过R0的电流I0.3A；由于电流表的量程为0～0.6A，干路电流最大为Imax＝0.6A；根据并联电路电流的特点，通过R的电流I＝0.6A﹣0.3A＝0.3A，则电阻R的阻值R20Ω，由图甲可知推力F＝200N。 答：（1）当小华同学推力为0时，图乙电路中的电流0.1A； （2）用300N的力推电阻，R的电功率为0.4W； （3）图丙中当干路电流不超过电流表量程时，小华同学推力F的最大值为200N。 31．（2023秋•姜堰区期末）在综合实践活动课上，小明设计了如图所示的模拟调光灯电路，此电路中电源电压不变，灯泡L标有“6V 3W”字样。将滑动变阻器R的滑片P置于最右端，闭合开关，电压表和电流表示数分别为8V和0.3A；移动滑片P至某一位置，电压表和电流表示数分别为4V和0.5A。求： （1）灯泡L正常发光时，灯泡的电阻； （2）滑动变阻器R的滑片P在最右端时，闭合开关，灯泡L的实际功率多大； （3）为使灯泡安全工作，R的滑片能自由滑动，且滑片P滑到某一端时灯泡能正常发光，应采取怎样的保护措施？请具体说明。 【答案】（1）灯泡L正常发光时，灯泡的电阻是12Ω； （2）滑动变阻器R的滑片P在最右端时，闭合开关，灯泡L的实际功率为0.6W； （3）在电路中串联一个8Ω的电阻。 【解答】解：由电路图可知，灯泡L、R串联连接，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。 （1）由P可得，灯泡正常发光时的电阻： RL12Ω； （2）由P＝UI可得，灯泡正常发光时的电流： IL0.5A， P在某一位置时，UR＝4V，I＝0.5A，则此时灯泡正常发光，并且灯泡两端电压为6V， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，电源的电压： U＝UL+UR＝6V+4V＝10V； 当P在最右端时，UR′＝8V，I′＝0.3A，则灯泡两端的实际电压： UL′＝U﹣UR′＝10V﹣8V＝2V， 灯泡的实际功率： PL′＝UL′IL′＝2V×0.3A＝0.6W； （3）根据题意可知，滑片P在最左端时，灯泡正常发光， 此时电路中的总电阻：R20Ω， 所以需要在电路中串联定值电阻的阻值： R′＝R﹣RL＝20Ω﹣12Ω＝8Ω。 答：（1）灯泡L正常发光时，灯泡的电阻是12Ω； （2）滑动变阻器R的滑片P在最右端时，闭合开关，灯泡L的实际功率为0.6W； （3）在电路中串联一个8Ω的电阻。 32．（2023秋•海安市期末）如图甲，电源电压恒为16V，灯泡L正常发光时的电压为6V，灯泡L的电流与两端电压的关系如图乙。滑动变阻器，R1上标有“50Ω 2A”，R2为定值电阻，电流表量程为0～3A。当闭合开关S2，断开开关S1、S3时，灯泡L正常发光。求： （1）定值电阻R2的阻值； （2）闭合开关S3，断开开关S1、S2时，当灯泡消耗的功率为1.2W，则滑动变阻器R1连入电路中的电阻为多少？ （3）在确保电路安全的情况下，电路允许消耗的最大功率为多少？ 【答案】（1）定值电阻R2的阻值为20Ω； （2）闭合开关S3，断开开关S1、S2时，当灯泡消耗的功率为1.2W，滑动变阻器R1连入电路中的电阻为32.5Ω； （3）在确保电路安全的情况下，电路允许消耗的最大功率为44.8W。 【解答】解：（1）由图乙知，当灯泡两端的电压为6V时，通过灯的电流为0.5A； 根据电路图可知，闭合开关S2，断开开关S1、S3时，灯泡与R2串联，电流表A测量电路电流； 因灯泡正常发光，所以电路中的电流：I＝IL＝0.5A， 因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以定值电阻R2两端电压： U2＝U﹣UL＝16V﹣6V＝10V， 由I可得R2的阻值：R220Ω； （2）当闭合开关S3，断开开关S1、S2时，灯泡与变阻器R1串联， 根据图象可知：灯泡两端的电压为3V，通过灯泡的电流为0.4A时，灯泡消耗的功率为1.2W， 根据因串联电路中各处的电流相等，则电路中电流：I′＝IL′＝0.4A， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，滑动变阻器两端的电压： U1＝U﹣UL′＝16V﹣3V＝13V， 由I可得滑动变阻器R1连入电路中的电阻： R132.5Ω； （3）由电路图可知，当开关S1、S2、S3均闭合时，R1、R2并联，电流表测量干路电流； 通过R2的电流：I20.8A， 由于滑动变阻器R1上标有“50Ω 2A”，所以，当通过R1的最大电流：I1大＝2A时， 干路电流：I＝I1大+I2＝2A+0.8A＝2.8A＜3A， 因电流表A的量程为0～3A，所以，干路电流最大为：I最大＝I＝2.8A， 则电路允许消耗的最大功率：P最大＝UI最大＝16V×2.8A＝44.8W。 答：（1）定值电阻R2的阻值为20Ω； （2）闭合开关S3，断开开关S1、S2时，当灯泡消耗的功率为1.2W，滑动变阻器R1连入电路中的电阻为32.5Ω； （3）在确保电路安全的情况下，电路允许消耗的最大功率为44.8W。 33．（2023秋•广陵区期末）图乙是养生壶图甲的简化电路图，它的工作电压为220V，R1和R2均为养生壶中的加热电阻，R2的阻值为60Ω。当只闭合S1时为低温挡，低温挡养生壶的电功率为440W。已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）。求： （1）低温挡工作时，电路中电流是多少？ （2）R1的阻值是多少？ （3）高温挡工作时的电功率是多少？ 【答案】（1）低温挡工作时，电路中电流是2A； （2）R1的阻值是50Ω； （3）高温挡工作时的电功率是968W。 【解答】解：（1）当只闭合S1时，R1、R2串联，处于低温挡，由P＝UI可知，电路中电流： I2A； （2）由P可知，低温挡时电路中的总电阻： R低110Ω，由串联电路电阻的特点可知，R1的阻值： R1＝R低﹣R2＝110Ω﹣60Ω＝50Ω； （3）当S1、S2都闭合时，电路中只有电阻R1接入电路中，此时电路中电阻最小，由P可知，电功率最大，为高温挡； 高温挡工作时的电功率： P968W。 答：（1）低温挡工作时，电路中电流是2A； （2）R1的阻值是50Ω； （3）高温挡工作时的电功率是968W。 34．（2023秋•宿城区期末）图甲是小明同学为学校草坪设计的一款自动注水、喷淋系统的电路图。控制电路的电源电压U1＝12V，RF为压敏电阻，放置在注水系统水箱底部，其阻值随压力的增大而减小。图乙是受控电路中电流随时间变化的关系图像。当通过电磁铁线圈的电流为0.1A时，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作，电磁铁线圈的电阻忽略不计。 （1）当衔铁恰好被吸下时，求电阻RF的阻值。 （2）求喷淋系统的电功率。 （3）求500s内注水系统消耗的电能。 【答案】（1）当衔铁恰好被吸下时，电阻RF的阻值是120Ω。 （2）喷淋系统的电功率是220W。 （3）500s内注水系统消耗的电能8.8×104J。 【解答】解：（1）U1＝12V，I＝0.1A，电磁铁线圈的电阻忽略不计， RF120Ω， （2）根据电路图知，喷淋系统始终工作，而注水系统会停止工作，根据并联不相互影响，喷淋系统的电流为1A； 电功率P＝UI'＝220V×1A＝220W； （3）根据并联电路的电流规律知，注水系统的电流I'＝2A﹣1A＝1A； 500s内注水系统工作400s，消耗的电能W＝UIt＝220V×1A×400s＝8.8×104J； 答：（1）当衔铁恰好被吸下时，电阻RF的阻值是120Ω。 （2）喷淋系统的电功率是220W。 （3）500s内注水系统消耗的电能8.8×104J。 35．（2023秋•赣榆区期末）如图甲所示，是某品牌电吹风的原理图，S是功能切换开关，可实现“关”、“凉风”、“热风”之间的转换，某次工作过程中，其电功率与时间的图像如图乙所示。求： （1）电吹风吹凉风时，通过电动机的电流是多大？ （2）正常工作时电热丝的电阻是多大？ （3）电吹风内电动机的线圈电阻是8Ω，若电吹风吹凉风10min，则电动机线圈产生的热量是多少？ （4）某一天，小仁断开家中其它用电器，只用电吹风吹热风时，发现家中如丙图所示的电能表6min内指示灯闪烁了150次，求电吹风此时的实际功率是多少？ 【答案】（1）电吹风吹凉风时，通过电动机的电流是0.4A； （2）正常工作时电热丝的电阻是100Ω； （3）电动机线圈产生的热量是768J； （4）电吹风此时的实际功率是500W。 【解答】解：（1）由图甲可知，电吹风吹凉风时，电路为电动机的简单电路， 由图乙可知，吹凉风时，电动机的功率为88W， 由P＝UI求出正常工作吹冷风时通过电动机的电流：IM0.4A； （2）由图甲可知，电吹风吹热风时，电动机与电热丝并联， 则电热丝的功率：P电热丝＝P热风﹣P凉风＝572W﹣88W＝484W， 由P可知，电热丝的电阻：R′100Ω； （3）电动机线圈产生的热量：QRt＝（0.4A）2×8Ω×600s＝768J； （4）3000imp/kW•h表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表的指示灯闪烁3000次， 则指示灯闪烁150次，电吹风消耗的电能：W0.05kW•h， 电吹风的实际功率：用P0.5kW＝500W。 答：（1）电吹风吹凉风时，通过电动机的电流是0.4A； （2）正常工作时电热丝的电阻是100Ω； （3）电动机线圈产生的热量是768J； （4）电吹风此时的实际功率是500W。 36．（2023秋•兴化市期末）如图甲所示是一款紫砂电饭锅，其简化电路如图乙所示，R1、R2是电热丝，R1的阻值为110Ω，通过单独或同时闭合S1、S2实现低温、中温、高温三个挡位间的切换，其铭牌如表所示，求： （1）低温挡加热时电流的大小； （2）电热丝R2的阻值； （3）已知该电饭锅的加热效率是80%，粥的比热容c粥＝4.0×103J/（kg•℃），将1.1kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃需要的时间。 加热效率 80% 额定电压 220V 电功率 低温挡 440W 中温挡 880W 高温挡 【答案】（1）低温挡加热时电流的大小为2A； （2）电热丝R2的阻值为55Ω； （3）将1.1kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃需要的时间为225s。 【解答】解（1）由P＝UI得，低温挡加热时电流的大小为：I低2A； （2）当开关S1闭合，S2断开时，此时只有R1工作，R1的阻值为110Ω， 则R1工作时的电功率为：P1440W， 由表格的数据可知，此时电饭锅处于低温挡。 当两个开关都闭合时，电阻R1和R2并联，电路的总电阻最小，由P知，此时电路的电功率最大，电饭锅处于高温挡。 所以当开关S2闭合，S1断开时，电饭锅处于中温挡，此时只有R2工作， 由P知，电热丝R2的阻值为：R255Ω； （3））由（2）知，当两个开关都闭合时，电饭锅处于高温挡，则P高＝P低+P中＝440W+880W＝1320W， 粥吸收的热量为：Q吸＝c粥m粥（t﹣t0）＝4.0×103J/（kg•℃）×1.1kg×（74℃﹣20℃）＝2.376×105J， 高温挡加热时电流做的功为：W2.97×105J， 高温挡加热需要的时间为：t225s。 答：（1）低温挡加热时电流的大小为2A； （2）电热丝R2的阻值为55Ω； （3）将1.1kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃需要的时间为225s。 37．（2022秋•兴化市期末）小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图所示，主要技术参数如下表。电吹风在额定电压下工作，请解答如下问题： （1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？ （2）正常工作时电热丝的电阻是多大？ （3）电吹风内电动机的线圈电阻是0.8Ω，电吹风吹冷风10min线圈产生的热量是多少？ （4）一天，小华断开家中其它用电器，只用电吹风吹热风时，发现家中标有“220V，10（20A）；3000r/（kW•h）”的电能表5min内转了200圈，求电吹风此时的实际功率是多少？ 热风温度 50～75℃ 额定功率 热风时：990W 冷风时：110W 额定电压 220V 质量 0.5kg 【答案】（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是0.5A （2）正常工作时电热丝的电阻是55Ω； （3）电吹风吹冷风10min线圈产生的热量是120J； （4）电吹风此时的实际功率为800W。 【解答】解：（1）由图知，当开关接B、C触点时，只有电动机工作时，电吹风吹冷风，由表中数据知，P冷风＝110W， 由P＝UI可得，电吹风吹冷风时，通过电动机的电流： I0.5A； （2）由图知，当开关接A、B触点时，电动机和电热丝并联，此时电吹风吹热风，由表中数据知，P热风＝990W， 电热丝的功率： P电热丝＝P热风﹣P冷风＝990W﹣110W＝880W， 由P可得，电热丝电阻： R电热丝55Ω； （3）电吹风吹冷风10min线圈产生的热量： Q＝I2R线圈t＝（0.5A）2×0.8Ω×10×60s＝120J； （4））3000r/kW•h表示每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000转， 只有电吹风吹热风时，电能表转了200圈，消耗的电能为：WkW•h×200kW•h， 工作时间为：t＝5minh， 电吹风此时的实际功率为： P实0.8kW＝800W。 答：（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是0.5A （2）正常工作时电热丝的电阻是55Ω； （3）电吹风吹冷风10min线圈产生的热量是120J； （4）电吹风此时的实际功率为800W。 38．（2022秋•邗江区期末）电吹风是现代家庭的常用电器。如图所示是电吹风的电路原理图，R是电热丝，M是带动风扇转动的电动机，某电吹风的主要技术参数如表所示： 额定电压 220V 频率 50Hz 吹热风时功率 800W 吹冷风时功率 80W （1）当只闭合S1时，电吹风正常工作1min消耗的电能是多少J？ （2）当同时闭合S1、S2时，电吹风正常工作，通过R的电流为多大？（保留一位小数） （3）当电吹风正常工作并且吹热风时，1min内电流通过R产生的热量是多少J？ 【答案】（1）当只闭合S1时，电吹风正常工作1min消耗的电能是4.8×103J。 （2）当同时闭合S1、S2时，电吹风正常工作，通过R的电流为3.3A。 （3）吹热风时，1min内电流通过R产生的热量是4.32×104J。 【解答】解：（1）只闭合S1，电路只有电动机工作，即P冷＝80W。 ∴消耗电能：W＝Pt＝80W×60s＝4.8×103J。 （2）同时闭合S1、S2，电路为电动机与电热丝并联，吹热风， ∴P总＝800W，UR＝U＝220V。 ∴电热丝功率：PR＝P总﹣PM＝800W﹣80W＝720W， 电热丝电流：IR3.3A。 （3）吹热风时，电动机与电热丝并联，∴PR＝720W。 电热丝消耗的电能全部转化为内能： ∴产生热量：Q＝W＝Pt＝720W×60s＝4.32×104J。 答：（1）当只闭合S1时，电吹风正常工作1min消耗的电能是4.8×103J。 （2）当同时闭合S1、S2时，电吹风正常工作，通过R的电流为3.3A。 （3）吹热风时，1min内电流通过R产生的热量是4.32×104J。 39．（2023秋•连云港期末）如图所示，电源电压恒为12V，R0＝60Ω，滑动变阻器R的规格为“50Ω 2A”，电流表的量程为“0～0.6A”，小灯泡上标有“6V 3W”字样。求： （1）小灯泡正常工作时，通过它的电流； （2）当S、S1、S2都闭合，滑片P滑至最右端时，通电1min，定值电阻R0产生的热量； （3）当开关S闭合，S1、S2断开时，为了保证电路中各元件的安全，滑动变阻器允许接入电路中的阻值范围。 【答案】（1）小灯泡正常工作时，通过它的电流为0.5A； （2）当S、S1、S2都闭合，滑片P滑至最右端时，通电1min，定值电阻R0产生的热量为144J； （3）当开关S闭合，S1、S2断开时，为了保证电路中各元件的安全，滑动变阻器允许接入电路中的阻值范围是12Ω～50Ω。 【解答】解：（1）由P＝UI可得灯泡的额定电流： IL0.5A； （2）S、S1、S2都闭合，滑动变阻器与R0并联，电流表测干路电流； 因并联电路中各支路两端的电压相等，通电1min，定值电阻R0产生的热量为： Q＝Wt60s＝144J； （3）S闭合，S1、S2都断开，滑动变阻器与L串联，电流表测电路中的电流， 因串联电路中各处的电流相等，且灯泡的额定电流为0.5A，滑动变阻器允许通过的最大电流为2A，电流表的量程为0～0.6A， 所以，电路中的最大电流I大＝0.5A， 由I可得，灯泡的电阻和电路中的总电阻分别为：RL12Ω，R24Ω， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以滑动变阻器接入电路中的最小阻值： R滑小＝R﹣RL＝24Ω﹣12Ω＝12Ω， 当滑动变阻器接入电路的阻值最大为50Ω时，电路中的电流最小，各元件均安全， 故滑动变阻器接入电路的阻值范围是12Ω～50Ω。 答：（1）小灯泡正常工作时，通过它的电流为0.5A； （2）当S、S1、S2都闭合，滑片P滑至最右端时，通电1min，定值电阻R0产生的热量为144J； （3）当开关S闭合，S1、S2断开时，为了保证电路中各元件的安全，滑动变阻器允许接入电路中的阻值范围是12Ω～50Ω。 40．（2022秋•太仓市期末）如图甲所示是常用的3D打印笔，它通过加热，挤出热熔的塑料，然后在空气中迅速冷却，最后凝固成形。此打印笔有快慢两挡，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2是用于发热的电阻，表格是该款3D打印笔的相关参数。求： 额定电压 220V 慢挡打印功率 22W 快挡打印功率 66W 效率 75% （1）该打印笔在快挡打印功率状态下的工作电流？ （2）R1的阻值？ （3）某次使用快挡打印，共将33g的塑料条从20℃加热到220℃，完成这次打印所需的时间？[塑料条的比热容为1.5×103J/（kg•℃）] 【答案】（1）该打印笔在快挡打印功率状态下的工作电流0.3A； （2）R1的阻值为2200Ω； （3）完成这次打印，所需的时间为200s。 【解答】解：由图可知，只闭合开关S时，R1通路；同时合开关S、S1时，R1、R2并联；由于并联后的阻值比任意一个并联电阻都小，所以，同时合开关S、S1时，电路的电阻较小；由P知道，电压一定的情况下，电阻越小，消耗的电功率越大，则只闭合开关S时为慢挡打印，同时合开关S、S1时为快挡打印； （1）快挡打印时，通过电路的电流是： I快0.3A； （2）慢挡打印时，通过电路的电流是： I慢0.1A； R1的阻值R12200Ω； （2）塑料条从20℃加热到260℃吸收的热量为： Q吸＝cmΔt＝1.5×103J/（kg•℃）×33×10﹣3kg×（220℃﹣20℃）＝9900J； 由效率公式η知使用快挡打印时消耗的电能为： W13200J， 根据P知完成这次打印所需的时间是： t200s。 答：（1）该打印笔在快挡打印功率状态下的工作电流0.3A； （2）R1的阻值为2200Ω； （3）完成这次打印，所需的时间为200s。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$