初中物理中考复习 专题48 中考力电综合计算题（原卷版）

专题48  力电综合计算题

解决力电综合计算题一般涉及到的物理公式包括速度公式、密度公式、重力公式、压强公式、浮力公式、机械功和功率、机械效率公式、电功公式、电功率公式等；涉及到的物理规律有二力平衡条件、液体压强规律、阿基米德原理、杠杆平衡条件、欧姆定律、焦耳定律等。

【例题】（2020山东泰安）小明观察到高速公路进出口处设有测量货车重力检测装置，他利用学过的物理知识设计了一套测量货车重力的模拟装置，其工作原理如图甲所示。OAB为水平杠杆，OB长1m，O为支点，OA∶AB=1∶4，平板上物体所受重力大小通过电流表读数显示。已知定值电阻R0的阻值为10Ω，压力传感器R固定放置，R的阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示。平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。

(1)当电池组电压U0＝12V，平板上物体所受重力分别是80N和100N时，闭合开关S，分别求出电流表的读数；

(2)电池组用久后电压变小为U1，这时平板上物体重100N时，电流表读数为0.3A，求U1的大小；

(3)在第(2)问情况中，电池组电压大小为U1，要求平板上重为100N的物体对应的电流表读数和电池组电压U0＝12V的情况下相同，小明采取了两种解决办法：

①其它条件不变，只更换电阻R0，试求出更换后的R0′的大小。

②其它条件不变，只水平调节杠杆上触点A的位置，试判断并计算触点A应向哪个方向移动？移动多少厘米？

【对点练习】如图中甲是电子秤的原理图（图中压力表是用电流表改装的）。已知电源电压为24V，电阻R0=60Ω，压力传感器Rx的阻值随所受压力F变化的图像如图乙，压力传感器表面能承受的最大压力为400N，压杆与压力传感器的接触面积是2×104m2（托盘和压杆的质量可以忽略不计）。求：

（1）该压力传感器能承受的最大压强；

（2）当压力为200N时，由乙图可知压力传感器Rx的阻值是多少？

（3）当压力为200N时，通过R0的电流为多少？R0消耗的电功率为多少？

【对点练习】小强同学利用学过的物理知识设计了一个拉力计，图甲是其原理图，硬质弹簧右

端和金属滑片P固定在一起（弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计），定值电阻R0=5Ω， 

a  b是一根长5 cm的均匀电阻丝，其阻值为25Ω，电源电压U=3V，电流表的量程0——0.6A，

请回答：

（1）小强在电路中连入R0的目的是。

（2）当拉环不受力时，滑片处与a端，闭合开关S后电流表的读数是多少？

（3）已知该弹簧伸长的长度△L，与所受拉力F间的关系如图乙所示，通过计算说明，开关S闭合后，当电流表指针指在0.3A处时，作用在拉环上水平向右的拉力是多大？

1．（2020黑龙江龙东农垦森工）根据《电动自行车安全技术规范》，交管部门规定自2019年5月1日起未申领临时标识的“非标”电动自行车不得上路行驶。如图是小明家新购买的电动自行车，整车质量为40kg。小明爸爸以18km/h的速度匀速骑行9km的过程中，电动机两端的电压恒为48V，通过的电流是6.25A，车轮与地面的总接触面积为200cm2．小明爸爸的质量是60kg，g取10N/kg。求本次骑行过程中：

（1）骑行所用时间。

（2）车对地面的压强。

（3）电动机的功率。

2.（2019贵州黔东南）某同学设计了一个利用如图1所示的电路来测量海水的深度，其中R1＝2Ω是一个定值电阻，R2是一个压敏电阻，它的阻值随所受液体压力F的变化关系如图2所示，电源电压保持6V不变，将此压敏电阻用绝缘薄膜包好后放在一个硬质凹形绝缘盒中，放入海水中保持受力面水平，且只有一个面积为0.02m2的面承受海水压力。（设海水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）

（1）当电流表示数为0.2A时，求压敏电阻R2的阻值；

（2）如图2所示，当压敏电阻R2的阻值为20Ω时，求此时压敏电阻R2所在深度处的海水压强；

（3）若电流的最大测量值为0.6A，则使用此方法能测出海水的最大深度是多少？

3．（2019山东枣庄）节能减排，绿色环保，新能源汽车成为未来汽车发展的方向。某种型号纯电动汽车的部分参数如表：

假如汽车上只有司机一人，质量为60kg，汽车以60km/h的速度匀速行驶36km，耗电9kW•h，汽车所受的阻力为汽车总重的0.05倍。g＝10N/kg，试问：

（1）电动机的工作原理是　　（选填“电流的磁效应”、“磁场对电流的作用”）电动汽车前进和倒退是通过改变　　来改变电动机的转动方向的。

（2）电动汽车对水平地面的压强是多少？

（3）电动汽车牵引力所做的功是多大？

（4）电动汽车电能转化为机械能的效率是多大？

4.（2019山西）小明携带质量为10kg的行李箱从太原到运城，选择了尾气零排放的动车组D2503次列车出行。经查询，D2503次列车时刻表如下表。若该动车组列车全程匀速行驶在平直的轨道上，牵引力恒为2.8×105N，供电电路输入动车组列车的电功率恒为2×107W．（g取10N/kg）

请你根据以上信息，解答下列问题：

（1）求该动车组列车从太原南站到运城北站牵引力所做的功。

（2）求该动车组列车从太原南站到运城北站将电能转化为机械能的效率。

5．（2019河南模拟）新能源纯电功汽车因其环保、节能、高效、维护方使等诸多优势，将来有望取代燃油车成为人们日常使用的重要交通工具，现在常德市的出租汽车中就已出现了纯电动汽车的靓丽身影。电动汽车提供能量的装置为车内的电池组，当它给电动机供电时，电动机将驱动车轮行驶。如图所示为国内某型号的纯电动汽车，若该车和车内乘客的总质量为2.4×103kg．每个车轮与地血的接触面积为0.01m2．当该车在水平路面上以25m/s的速度匀速行驶时，它受到的阻力约等于人和车总重的0.02倍，此时电池组加在电动机两端的电压为320V，通过电动机的电流为60A．若连接导线的电阻不计，传动装置消耗的能量不计，求：

（1）该电动汽车此时对地面的压强；

（2）该电动汽车将电能转化为机械能的效率；

（3）该电动汽车电动机线圈的电阻。

6.两轮自平衡电动车作为一种新兴的交通工具，倍受年轻人的喜爱（如图所示）．下表是某型号两轮自平衡电动车的主要技术参数．

（1）图中小景的质量为40kg，轮胎与地面的总接触面积为0.01m2，求地面受到的压强（g取10N/kg）

（2）若电动机以额定功率工作，求锂电池充足一次电最多可骑行的时间（精确到0.1）

（3）锂电池充足电后，电动车在平直的公路上匀速行驶，受到的平均阻力为96N，最多能连续行驶17.28km，求电动车工作的效率．

7.如图所示是一直流电动机提升重物的装置。已知重物质量m =50kg，电源电压U =110V保持不变，电动机线圈的电阻R = 4Ω，不计各处摩擦，当电动机以某一速度匀速向上提升重物时，电路中的电流I = 5A（g=10N／kg）。求：

（1）电源的输出功率；

（2）电动机线圈电阻R的发热功率；

（3）试从能量转化和守恒的角度，求重物上升的速度大小。

8.近年来，我市的轿车市场十分火爆，各种新型轿车驶进千家万户。如图乙所示为某新型轿车测定油箱内油面高度的电路原理图。其中电源电压恒为6V，R0是阻值为5Ω的定值电阻，A是油量指示表（实质是一只电流表，油量的变化通过电流的变化同步显示出来）。Rx为压敏电阻，它的电阻随受到的压力变化关系如下表。（取g＝10N/kg）

（1）若轿车以90kW的恒定功率启动作直线运动，且整个运动过程中受到的阻力不变，速度v与时间t的关系如图丙所示，在0～25s时间内，轿车的牵引力与阻力关系可能的是：牵引力________阻力（选填“大于”、“等于”、“小于”、“大于或等于”）。

（2）由（1）中的条件求在0～5s时间内轿车发动机做功多少?

（3）如果空油箱的质量为5kg，油量表的零刻度线对应于电流表上的示数是多少?

（4）若电流表的量程为0～0.6A，该油箱加满油时，指针恰好指示最大刻度，求油箱的容积。（ρ汽油=0.7×103kg/m3）

9.我国规定的饮酒驾车和醉酒驾车标准如表．如图甲是对驾驶员进行现场检测的呼气式酒精检测仪，用于检测驾驶人员呼气酒精浓度．呼气中的酒精浓度与血液中的酒精浓度关系为：血液酒精浓度X=呼气酒精浓度y×2200．

酒精测试仪由酒精气体传感器（相当于随呼气酒精浓度变化的变阻器），与一个定值电阻及一个电压表组成，图乙是它的原理图，电源电压1.5V，定值电阻R1=40Ω，传感器的电阻值R2与呼气酒精浓度y的关系如图丙所示．测试时，按下开关等仪器正常后，被测者口含紧吹气管吹气4s，测试仪显示结果．

①某驾驶员接受测试，电压表示数是0.5V．该驾驶员测试结果是什么类型？

②如果被测者测试时，口没有含紧吹管吹气，请根据流体压强与流速的关系，分析对测试结果的影响．

10.（2018湖南岳阳）小雯设计了一个测量物体重力的托盘称，如图是原理示意图，其中的托盘用来放置被测物体的，OBA是可以绕0点转动的杠杆，R1是压力传感器，（其电阻值会随所受压力大小变化而变化，变化关系如下表），R0为定值电阻，  显示重力大小的仪表是一个量程为0——3V的电压表，已知OA∶OB=2∶1，R0=100Ω，电源电压恒为3V（忽略托盘、杠杆及压杆的重力）

（1）拖盘上没有物体时，压力传感器R1的电阻值

（2）当托盘上放被测物体时，电压表的示数如图，则此时压力传感器R1上的电压是多少？

（3）第（2）题中被测物体的重力是多少？

11.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。ABO为一水平杠杆，OA长120cm，O为支点，AB：OB=5：1；已知报警器R0的阻值恒为10Ω，压力传感器R固定放置，R的阻值随所受压力F变化的关系如表所示。闭合开关S，水平踏板空载时，电压表的示数为2V；当水平踏板所受压力增大，电压表示数达到5V时，报警器R0开始发出报警信号。踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。求：

（1）电源电压为多少？

（2）当报警器开始报警时，踏板设定的最大压力值为多少？

（3）若电源电压变为14V，为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警，应在杠杆上水平调节踏板触点B的位置。试计算说明触点B应向哪个方向移动多少厘米？