【正文】 ℃ ) 2kg ( 75 ℃ － 20 ℃ ) ＝4. 62 105J( 2) 由 η ＝Q吸W 100% 可得 ， 消耗的電能 W ＝Q吸η＝4. 62 105J80%＝ 5. 775 105J由 P ＝Wt可得 ， 需要的加熱時間 t ′ ＝WP＝5. 775 105J1100W＝ 525s( 3) 由電路圖可知 ， 閉合 S 、 S 1 、 S 2 時 ， R 1 與 R 2 并聯(lián) ， 電路的總電阻最小 ， 電路的總功率最大 ， 熱水器處于高擋 ，此時電熱絲 R 1 的功率 P 1 ＝U2R 1＝? 220V ?255 Ω＝ 880W因電路的總功率等于各用電器功率之和 ，所以 ， 電熱絲 R 2 的功率 P 2 ＝ P高－ P 1 ＝ 1100W － 880W ＝ 220W只閉合 S 、 S 2 時 ， 電路為 R 2 的簡單電路 ，因并聯(lián)電路中各支路獨立工作 、 互不影響 ，所以 ， 電熱水器的電功率為 220 W .3． [2022℃ )， 求： (1)電磁爐在 5min內消耗的電能； (2)假設電磁爐工作時產生的熱量全部被水吸收，那么鍋內水的質量是多少？ 解： ( 1) 已知 P ＝ 2100W ， t ＝ 5m i n ＝ 300s ，由 P ＝Wt可得 ， 電磁爐在 5m i n 內消耗的電能 W ＝ Pt ＝ 2100W 300s ＝ 6. 3 10 5 J( 2) 已知 η ＝ 84% ， 由 η ＝Q 吸W可得 ，水吸收的熱量 Q 吸 ＝ W 84% ＝ 6. 3 10 5 J 84% ＝ 5. 29 2 10 5 J由 Q 吸 ＝ cm Δ t 可得 ， 鍋內水的質量 m ＝Q 吸c 水 Δ t＝5. 29 2 105J4. 2 103J/ ? kg 西寧中考 ]如圖所示是太陽能熱水器內部水箱的結構示意圖． A、 B是水箱中兩個相同的實心圓柱體，密度為2 103kg/m3，懸掛在水箱頂部的壓力傳感開關 S上．當 S受到豎直向下的拉力達到一定值時閉合，電動水泵 M開始向水箱注水；當拉力等于 10N時， S斷開，電動水泵 M停止注水，此時水箱水位最高為 10N/： (1)若水箱內有 100kg的水，該太陽能熱水器將水從 20℃ 加熱到50℃ 時水吸收的熱量． [c水 ＝ 103J/(kg臨沂中考 ]現(xiàn)代城市人口密度越來越大，交通越來越擁堵．易步車 (如圖甲 )以其體積小巧，結構簡潔和驅動安全等優(yōu)點，成為短途出行的理想交通工具．某品牌易步車的部分參數(shù)如下表所示．質量為 60kg的雯雯從家騎行該品牌易步車上學 (如圖乙 )，以最大速度勻速行駛 10min到達學校，行駛中易步車所受阻力為人和車總重的 ，設該過程中電機始終以額定功率工作． (取 g＝ 10N/kg)．求： 電池 4Ah鋰電池 電機額定功率 500W 最大速度 18km/h 單輪胎觸地面積 25cm2 輪胎個數(shù) 2 車身自重 20kg (1)雯雯的家到學校的距離． (2)雯雯在水平路面上騎易步車時，車對地面的壓強． (3)雯雯上學過程中，易步車電機的效率． 解： ( 1) 由表格數(shù)據(jù)可知 ， 易步車的最大速度 v ＝ 18 km / h ＝ 5m / s雯雯的家到學校的距離 s ＝ v t ＝ 5m / s 10 60s ＝ 3000m( 2) 車和雯雯的總重力 G ＝ ( m人＋ m車) g ＝ ( 60 kg ＋ 20kg) 10 N / kg ＝ 800N雯雯在水平路面上騎易步車時 ， 因水平面上物體的壓力和自身的重力相等 ，故車對地面的壓強 p ＝FS＝GS＝800N2 25 10－4m2＝ 1. 6 105Pa( 3) 因易步車勻速行駛時受到的牽引力和阻力是一對平衡力 ，故牽引力做的功 W ＝ F ′ s ＝ fs ＝ 0. 1 Gs ＝ 0. 1 800N 3000m ＝ 2. 4 105J消耗的電能 W電＝ Pt ＝ 500W 10 60s ＝ 3 105J易步車電機的效率 η ＝WW電＝2. 4 105J3 105J＝ 80%考點 2 電熱綜合 【例 6】 [2022青島中考 ]在如圖所示電路中，電流表量程為 0～ ， 電壓表量程為 0～ 3V，電阻 R2的阻值為 20Ω， 燈泡 R1的阻值和同一電源的電壓均保持不變．請畫出該題的各個等效電路圖． (1)只閉合開關 S S3時 ， 電流表示數(shù)為 ， 求電源電壓是多少？ (2)只閉合開關 S S S3時 ， R1正常發(fā)光 ， 電路總功率為， 求 R1的阻值是多少？ (3)只閉合開關 S1， 滑動變阻器 R3的滑片調至最右端 ， R3兩端的電壓 為 U3；再將電源更換 ， 保持滑片位置不變 ， R3兩端的電壓變?yōu)?U3′ ， 電流表示數(shù)為 U3∶ U3′ ＝ 2∶ 更換電源后 ， 只閉合開關 S S4時 ， 在不損壞電流表 、 電壓表和燈泡的情況下 ， R3的阻值變化范圍是多少？ 解： ( 1) 只閉合開關 S 2 、 S 3 時 ， 等效電路圖如圖所示：由 I ＝UR可得 ， 電源電壓 U ＝ IR2＝ 0. 2A 20 Ω ＝ 4V( 2) 只閉合開關 S 1 、 S 2 、 S 3 時 ， 等效電路圖如圖所示：由 P ＝ UI ＝U2R可得 ， 電路的總電阻 R ＝U2P＝? 4V ?22. 4W＝203Ω因并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和 ，所以 ，1R＝1R 1＋1R 2， 即1203Ω＝1R 1＋120 Ω， 解得 R 1 ＝ 10 Ω( 3) 只閉合開關 S 1 ， 滑動變阻器 R 3 的滑片調至最右端 ， 等效電路圖如圖 1 所示 ，再將電源更換 ， 保持滑片位置不變 ， 等效電路圖如圖 2 所示：因 U 3 ∶ U 3 ′ ＝ 2 ∶ 3 ， 所以 ，I 1I 2＝U 3R3U 3 ′R 3＝U3U 3 ′＝23， 則 I 1 ＝23I 2 ＝23 0. 15A ＝ 0. 1A圖 1 中電路的總電阻 R總＝UI 1＝4V0. 1A＝ 40 Ω因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和 ， 所以 R 3 的最大阻值 R 3 ＝ R總－ R 1 ＝ 40 Ω － 10 Ω＝ 30 Ω圖 2 中 ， 電源電壓 U ′ ＝ I 2 ( R 1 ＋ R 3 ) ＝ 0. 15A ( 10 Ω ＋ 30 Ω ) ＝ 6V更換電源后 ， 只閉合開關 S 1 、 S 4 時 ， 等效電路圖如圖 3 所示：因為電壓表量程為 0 ～ 3V ， 當電壓表的示數(shù) U 1 ＝ 3V 時 ， R 3 接入電路中的電阻最小 ，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和 ， 所以 R 3 兩端的電壓 U 3 ″ ＝ U ′ － U 1 ＝ 6V －3V ＝ 3V因串聯(lián)電路中各處的電流相等 ， 所以電路中的電流 I 4 ＝U 1R 1＝U3″R 3小， 即3V10 Ω＝3VR 3小，解得 R 3小＝ 10 Ω當滑動變阻器 R 3 的滑片調至最右端 ， R 3 的阻值最大 ， 此時 R 3 ＝ 30 Ω此時電路中的總電流 I總′ ＝U ′R1＋ R3＝6V10 Ω ＋ 30 Ω＝ 0. 15A此時 R 1 兩端的電壓 U 1 ＝ I總′ R 1 ＝ 0. 15A 10 Ω ＝ 1. 5V電流表與電壓表均符合規(guī)定量程．綜上所述： R 3 的阻值變化范圍是 10 ～ 30 Ω .4． [2022青島中考 ]小雨通過如圖甲所示滑輪組將水中物體勻速提升至空中，他所用拉力 F與繩子自由端移動的距離 s的關系圖象如圖乙所示．其中物體在空中勻速上升過程中滑輪組的機械效率為 85%.每個滑輪等重，不計繩重、摩擦和水的阻力．求： (1)物體在空中上升 1m， 小雨做的功是多少？ (2)每個滑輪的重力是多少？ (3)物體的密度是多少？ 解： ( 1) 由圖乙可知 ， 繩子自由端移動的距離為 0 ～ 4m 時 ， 拉力為 100N 不變 ， 此時物體沒有露出水面 ， 4 ～ 6m 時 ， 物體開始逐漸露出水面 ， 拉力不斷增大 ， 6 ～ 8m 時拉力為 200N 不變 ， 此時物體完全離開水面 ， 故物體在空中勻速上升過程中受到的拉力 F ＝200N ， 由圖可知 ， n ＝ 4 ， 所以繩子自由端移動的距離 s ＝ nh ＝ 4 1m ＝ 4m小雨做的功 W總＝ Fs ＝ 200N 4m ＝ 800J( 2) 物體在空中上升 1m 小雨做的有用功 W有＝ η W總＝ 85% 800J ＝ 680J根據(jù) W有＝ Gh 可得 ， 物體的重力 G ＝W有h＝680J1m＝ 680N2 G動＝ 4 F － G ＝ 4 200N － 680N ＝ 120N所以每個滑輪的重力 G動＝120N2＝ 60N( 3) 物體沒有露出水面之前受到的拉力 F ′ ＝ 4 100N ＝ 400N物體浸沒時受到的浮力 F?。?G ＋ 2 G動－ F ′ ＝ 680N ＋ 120N － 400N ＝ 400N根據(jù) F?。?ρ水gV排可得 ， 物體的體積 V ＝ V排＝F浮ρ水g＝400N1. 0 103kg/ m3 10N / kg＝ 4 10－2m3物體的質量 m ＝Gg＝680N10N / kg＝ 68kg則物體的密度 ρ ＝mV＝68kg4 10－2m3＝ 1. 7 103kg/ m3類型二 電學計算 【例 4】 [2022襄陽中考 ]質量為 60kg的工人用如圖甲所示的滑輪組運送貨物上樓 ，滑輪組的機械效率隨貨物重力變化的圖象如圖乙 ， 機械中摩擦力及繩重忽略不計． (g＝ 10N/kg) (1)影響滑輪組機械效率的因素之一是 . (2)若工人在 1min內將貨物勻速向上提高了 6m， 作用在鋼繩上的拉力為 400N， 求拉力的功率． (3)求動滑輪受到的重力． (4)該工人豎直向下拉繩子自由端運送貨物時 ， 此滑輪組的機械效率最大值是多少？ 物重（或動滑輪重） 解： ( 2) 由圖可知 ， n ＝ 3 ， 則繩端移動的距離 s ＝ nh ＝ 3 6m ＝ 18m拉力做的功 W ＝ Fs ＝ 400N 18m ＝ 7200J拉力的功率 P ＝Wt＝7200J60s