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物理计算与解答题汇编三（3个考点）-2021年中考科学（浙教版）重难点、易错点复习练习（教育机构专用）
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这是一份物理计算与解答题汇编三（3个考点）-2021年中考科学（浙教版）重难点、易错点复习练习（教育机构专用），共25页。试卷主要包含了电磁继电器计算，功与功率，电功与电功率等内容，欢迎下载使用。
2020走进重高-尖子生培优集训
走进重高 物理培优20 -- 物理计算与解答题汇编三
说明：本专题包含物理计算与解答题3个常考点，包含近几年中考真题与模拟题，通常以分析和计算题出现。化学计算是中考科学重点，考查学生综合解题能力，综合性知识与难度较大，是学习化学总结性较大的内容，且题型变化较多，占分较大，学生失分也很多，需引起重视，压轴题出现频率较高。
考 点 目 录
考点一、电磁继电器计算（结合浮力，功率等综合应用）
考点二、功与功率（运动与力相关）
考点三、电功与电功率（焦耳定律、非纯电阻电路等）
习 题 集 训
考点一、电磁继电器计算（结合浮力，功率等综合应用）
1．(2019·黄石)酿酒坊里的发酵罐配有笨重的密封罩，为了方便操作，设计了一个杠杆和电磁铁组合系统来升降密封罩，如图所示。电磁铁的工作原理是电流的磁效应，该现象最早是由__奥斯特__(填“法拉第”、“奥斯特”或“安培”)发现的。装置通电后，电磁铁上端为______(填“N”或“S”)极。若密封罩被提起并悬挂于空中，不计衔铁、杠杆的质量，左侧电磁吸力应________(填“大于”、“等于”或“小于”)密封罩的重力，若提不起，则应将滑动变阻器滑片向______(填“左”或“右”)滑动。
【答案】奥斯特 N 大于 左
2．(2018·广州)测得某熔断开关S在不同电流下的熔断时间如表。将电磁铁开关和S接入电路，如图所示，当I>4A时，电磁铁能在0.1s内吸动衔铁，使电路断开，衔铁无法自动恢复至图示位置；当1A
(1)S的电阻为1Ω，当I＝2A，通电时间为________s时S熔断，此过程中S产生的热量是________J。
(2)当I＝5A时，通电0.1s，S能否熔断？________。
(3)若电路中电流方向与图中相反，电磁铁吸引还是排斥衔铁？________。
【答案】(1)40 160 (2)否 (3)吸引
3．[2018·杭州江干区三模]有一种电加热恒温箱，工作原理如图甲所示，控制电路由电压U1＝9V的电源、电磁继电器(线圈电阻不计)、滑动变阻器R2和热敏电阻R1组成，图乙是热敏电阻R1阻值随温度变化的图像；工作电路由电压U2＝220V的电源和电阻R0＝44Ω的电热丝组成。通过实验测得当电磁继电器线圈的电流达到60mA时，电磁继电器的衔铁被吸下来停止加热，实现温控。求：
(1)请用笔画线代替导线，按照题意将图中的工作电路连接完整。
(2)当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为50Ω时，可使恒温箱的温度保持为多少摄氏度？
【答案】(1)如答图所示。
(2)当电磁继电器线圈的电流达到60mA时，设此时热敏电阻的阻值为Rx，则：Rx＝－R2＝－50Ω＝100Ω，由图乙可知，热敏电阻为100Ω时对应的温度为50℃，即恒温箱的温度将稳定在50℃。
4．(2018·绍兴、义乌)人们对自我保健越来越关注。图甲为某品牌足浴盆及相关参数。其内部电路可分为工作电路和控制电路两部分(如图乙所示)。闭合总开关S，当足浴盆有水注入到一定量时压控开关S1、S2就会自动闭合，此时R1、R2会同时工作，加热至40℃时，控制电路中的电磁铁会将衔块吸合，自动进入保温模式。
(1)图乙的工作电路中，处于保温状态时，工作的电阻是________，压控开关S1的作用是防止___________，达到保护电路的目的。
(2)控制电路中电磁铁线圈的电阻为100欧，为电磁铁供电的电池电压为6伏，Rx为热敏电阻，阻值随温度变化关系可由图丙中的某条曲线表示。当线圈中的电流大于或等于20毫安时，控制电路中继电器的衔铁被吸合，则Rx阻值随温度变化的曲线为图丙中的________。
(3)求R2的阻值。
(4)在一次使用过程中，加热时间为5分钟，保温时间为20分钟，则整个过程中消耗了多少电能？
【答案】(1)R1 足浴盆中没水时电路处于工作状态
(2)D
(3)P2＝P加热－P保温＝2100W－100W＝2000W R2＝＝＝24.2Ω
(4)W加热＝P加热×t加热＝2100W×5×60s＝6.3×105J W保温＝P保温×t保温＝100W×20×60s＝1.2×105J
W总＝W加热＋W保温＝6.3×105J＋1.2×105J＝7.5×105J
5．[2018·宁波]为响应宁波市政府提出的“创建海绵型城市”的号召，小科设计了如图所示的市政自动排水装置模型，控制电路由电压为12V、最大容量为100Ah的蓄电池供电，蓄电池用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。R0为定值电阻，R为压敏电阻，压敏电阻通过杠杆ABO与圆柱形浮体相连，AB∶BO＝4∶1，压敏电阻的阻值随压力变化的关系如下表。(压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计，所用绿灯、红灯及排水泵的额定电压均为220V)
压敏电阻受到的压力F(N)
60
120
180
240
300
360
420
480
…
压敏电阻R阻值(Ω)
500
360
260
180
120
80
65
55
…
(1)当水位在安全位置以下时绿灯亮，排水泵不工作；当水位达到安全位置上限时红灯亮，同时排水泵正常工作。请按要求完成图中工作电路的连接。
(2)“发电玻璃”光电转化率接近18%。要求在5h内对控制电路的蓄电池充满电，则选用的“发电玻璃”面积至少为__1.3____m2。(太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按1000W计算，计算结果精确到0.1m2)
(3)按照设计要求，当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到的压力为360N，通过电磁铁线圈的电流为100mA，排水泵启动；当水位回落到浮体只有体积浸入水中时，杠杆ABO仍处于水平位置，线圈中电流为30mA，排水泵停止工作，则小科应选择重力为多大的浮体？
【答案】(1)如答图所示。
(3)当浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到的压力FB为360N，查表可知R＝80Ω，
R总＝＝＝120Ω，R0＝R总－R＝120Ω－80Ω＝40Ω，
根据杠杆平衡条件有：FALOA＝FBLOB，FA＝＝360N×＝72N，
F浮 ＝G＋FA′，即F浮＝G＋72N…①；
当浮体只有体积浸入水中时，F浮′＝F浮，R总′＝＝＝400Ω，
R′＝ R总′－R0＝400Ω－40Ω＝360Ω，查表可知，FB′＝120N，
根据杠杆平衡条件有：FA′LOA ＝FB′LOB，FA′＝＝120N×＝24N，
F浮′＝G＋FA′′，即F浮＝G＋24N…②，由①、②得出：F浮 ＝80N，G＝8N。所以小科应选择的浮体重力为8N。
【解析】(1)当水位在安全位置以下时，浮体受到的浮力较小，作用在硬质连杆向上的力较小，杠杆上A点受到向上的力较小，则B点受到压板向下的力较小，根据相互作用力的特点，压敏电阻受到的压力较小，由表格可知控制电路电阻较大，电流较小，电磁继电器不能将衔铁吸下，此时绿灯亮。由于红灯和排水泵的额定电压均为220V，因此两者并联，当衔铁被吸下时，两者同时工作。(2)1000W×S×18%×5h＝12V×100Ah，解得S≈1.3m2。
6．(2018·宁波)为响应宁波市政府提出的“创建海绵型城市”的号召，小科设计了如图所示的市政自动排水装置模型，控制电路由电压为12V、最大容量为100Ah的蓄电池供电，蓄电池用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。R0为定值电阻，R为压敏电阻，压敏电阻通过杠杆ABO与圆柱形浮体相连，AB∶BO＝4∶1，压敏电阻的阻值随压力变化的关系如表。(压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计，所用绿灯、红灯及排水泵的额定电压均为220V)
压敏电阻受到的压力F/N
60
120
180
240
300
360
420
480
…
压敏电阻R阻值/Ω
500
360
260
180
120
80
65
55
…
(1)当水位在安全位置以下时绿灯亮，排水泵不工作；当水位达到安全位置上限时红灯亮，同时排水泵正常工作。请按要求完成图中工作电路的连接。
(2)“发电玻璃”光电转化率接近18%。要求在5h内对控制电路的蓄电池充满电，则选用的“发电玻璃”面积至少为________m2。(太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按1000W计算，计算结果精确到0.1m2)
(3)按照设计要求，当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为360N，通过电磁铁线圈的电流为100mA，排水泵启动；当水位回落到浮体只有体积浸入水中时，硬质杠杆ABO仍处于水平位置，线圈中电流为30mA，排水泵停止工作，则小科应选择重力为多大的浮体？_________________________。
(4)在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动。如果在其他条件保持不变的前提下，要使排水装置符合设计要求，应该将与压敏电阻相连的压板向________(填“左”或“右”)移动。
【答案】(1)如图 (2)1.3 (3)应选择重力为8N的浮体 (4)右
考点二、功与功率（运动与力相关）
1、一颗质量约为 30g 的子弹从枪膛中水平射出，子弹在枪膛内受到火药爆炸后产生的气体平均作用力是 6000N ，枪膛长 60 ㎝，射出后，子弹在空中飞行了 1200m ，则气体对子弹做的功是（ C）
A、36J B、120J C、3600J D、360000J
2．如图所示，物体在相同的力F的作用下，分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿着力的方向移动了相同的距离s，力F做的功分别为W1、W2、W3，则下列说法中正确的是( A )
A．W1＝W2＝W3 B．W2＞W3＝W1 C．W1＝W2＞W3 D．W1＞W3＝W2
3、如图 10 所示，将同一物体分别沿光滑的斜面 AB 、 AC 以相同的速度从底部匀速拉到顶点 A ，已知 AB>AC ，施加的力分别为 F1 、 F2 ，拉力做的功为 W1 、 W2 ，拉力做功的功率分别为 P1 、 P2 ，则下列判断中正确的是 （ A ）
A． F1F2 , W1>W2 , P1>P2
C． F1P2
4、如图所示，放在水平桌面上的匀质长直木板长度 L 为 40 厘米，质量为 2 千克，它的右端与桌面相齐，与桌面间的动摩擦因数为 0.2 ．若在木板左端用一水平推力 F 将其匀速推下桌子，水平推力至少要做功（ B ）
A．1.6 焦 B．0.8 焦 C．0.6 焦 D．0.4 焦
5．(2018·随州)都市生活离不开电梯，如图，将电梯简化为“钢绳拉着电梯厢在竖直导轨上运动”模型。小刚同学乘坐电梯从一楼到五楼，电梯厢和人的总质量为500kg，电梯上行受到轨道摩擦力为500N，钢绳对电梯厢的拉力用T表示。电梯(底面)在A点(一楼地面)到B点(二楼地面)过程中速度在增加，用时4s；在B点到D点(四楼地面)过程中匀速运动，用时4s；在D点到E点(五楼地面)过程中速度逐渐减小，用时4s。若每层楼高3m，g取10N/kg，下列说法正确的是( C )
A．电梯从A点到B点过程中，钢绳拉力T做功1.65×104J
B．电梯从B点到C点过程中，钢绳拉力T做功的功率4.125×103W
C．电梯从C点到D点过程中，钢绳拉力T做功的功率8.25×103W
D．电梯从D点到E点过程中，钢绳拉力T＝5.5×103N
6．(2019·绍兴)某工厂发货传输分拣线示意如图，等间距排列的相同货物先被传送带匀速运送到工作台，在工作台AB上匀速下滑时被扫描，后滑至水平工作台BC，最后在C点静止时被机械手臂取走进行分类。传送带与AB、AB与BC都平滑连接，AB与BC材料相同，且长度均为1米，空气阻力忽略不计。
(1)若货物对AB的压力小于对BC的压力，则货物在AB上减小的机械能____小于___(填“大于”、“等于”或“小于”)在BC上减小的机械能。
(2)若机械手臂每隔3秒钟取走一件货物，传送带运动的速度为0.8米/秒，为防止货物的碰撞与堆积，货物之间的距离d至少为___2.4___米。
7．小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上(如图甲)，在刚接触轻弹簧的瞬间(如图乙)，速度为5 m/s。将弹簧压缩到最短(如图丙)的整个过程中，小球的速度v和弹簧缩短的长度ΔL之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点。已知该轻弹簧每受到0.2 N的压力就缩短1 cm，并且轻弹簧在受到撞击至压缩到最短的整个过程中始终发生弹性形变(不计空气阻力)。
(1)从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球动能的变化情况是先变大后变小，小球机械能的变化情况是变小。
(2)实验中所用小球的质量为0.1kg，全过程中，弹簧中弹力的最大值为8.14N。(g取10 N/kg)
(3)如图，当弹簧的压缩量最大时，小球的速度为0，此时，小球处于非平衡(填“平衡”或“非平衡”)状态。
8．[2018·内江]步行是一种简易方便的健身运动，人正常步行时，步距(指步行一步的距离)变化不大，步距还可作为身体上的一把“尺子”。小东测出自己的步距为0.5m，他正常步行1min走了180步。小东根据自己的腿长和步距画出了如图所示的步行示意图，对步行时重心的变化进行了分析，当两脚一前一后着地时重心降低，而单脚着地迈步时重心升高，因此每走一步都要克服重力做功。(已知小东的腿长是65cm，质量是50kg，g取10N/kg)求：
(1)小东正常步行的速度是多少？
(2)小东每走一步克服重力所做的功是多少？
(3)小东正常步行克服重力做功的功率是多少？
【答案】(1)小东正常步行的速度v＝s/t＝180×0.5m/60s＝1.5m/s。
(2)小东每走一步身体重心的高度差h＝65cm－＝5cm＝0.05m，
小东的体重G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，
小东每走一步克服重力所做的功W＝Gh＝500N×0.05m＝25J。
(3)小东正常步行克服重力做功的功率P＝W/t＝180×25J/60s＝75W。
9.玻璃是由炽热的玻璃液体冷却后形成的。受到油滴能在水面上均匀分布开来的启发，科研人员发明了一种制取平板玻璃的方法。其主要过程是让玻璃液体浮于某溶液表面上，冷凝后用真空吸盘吊运，如图所示。请回答问题：(g取10牛/千克)
(1)该方法的关键是能否找到会浮起玻璃液体的一种溶液，你认为这种溶液应具备怎样的物理性质？(说出两点)_______________________________________________。
(2)一块密度为2.5×103千克/米3，体积为1.5×10－2米3的平板玻璃，冷凝后用真空吸盘吊运转送，若当时大气压为1×105帕，则吸盘的面积至少是多大？
(3)将上述玻璃板提升1米，需克服重力做多少功？
10．(2019·金华、义乌、丽水)2019年4月15日起正式实施电动自行车新国家标准，小金买了一辆按新国标生产的电动自行车，部分参数如表所示。已知小金的质量为60千克，假定电动自行车在水平骑行过程中受到的阻力始终为总重的0.08倍。
项目
参数
最高车速(km/h)
25
整车质量(kg)
40
电动自行车最大功率(W)
400
(1)车轮上刻花纹的目的是___________。
(2)小金在水平地面骑行时，车轮与地面的总接触面积为50厘米2，则骑行的电动自行车对地面产生的压强为多少帕？
(3)小金在水平公路上骑电动自行车，匀速行驶10千米过程中克服阻力做了多少功？
(4)若小金骑行过程中电动车以最大的功率输出，匀速行驶时的车速为多少？
【答案】(1)增大摩擦
(2)F＝G＝mg＝(40kg＋60kg)×10N/kg＝1000N，p＝F/S＝G/S＝1000N/(50×10－4m2)＝2×105Pa
(3)W＝Fs＝fs＝0.08Gs＝100kg×10N/kg×0.08×10000m＝8×105J (4)v＝s/t＝W/(Ft)＝P/F＝400W/80N＝5m/s
11．[2018·绍兴义乌]2018年3月28日绍兴风情旅游新干线开通试运行。“鉴湖号”城际列车从绍兴站驶出开往上虞站，两站相距40km，列车运营速度120km/h。
(1)列车从绍兴站出发至少需要__20__min到达上虞站。
(2)在图中旅行箱和拉杆构成的杠杆中，能表示拉力F的力臂是__l1__。
(3)列车牵引总功率为5152kW，表示的意义是__列车每秒钟做功5152kJ__，并计算列车以运营速度匀速直线运行时所受水平阻力大小(用科学记数法表示，保留两位小数)。
【答案】 (3)根据P＝＝＝Fv，
v＝120km/h≈33.33m/s，
F＝＝≈1.55×105N，
由于列车匀速运动，则f＝F＝1.55×105N。
12.如图所示是一艘海事打捞船正在打捞一沉入海底的物体，乙图是钢绳将物体竖直向上匀速提起的简化示意图，物体从海底被提升到离开海面一定距离的整个过程中速度均保持不变，从提升物体开始经过时间120s后物体刚好全部出水，已知物体的体积V=2m3，密度ρ=3×103kg/m3，已知物体浸没在水中的上升过程中，钢绳提升物体的功率P=40KW，(忽略水的阻力和钢绳重量，海水的密度取ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg)求：
(1)物体浸没在水中的上升过程中，钢绳提升物体的拉力。
(2)物体全部离开水面后的上升过程中，钢绳提升物体的功率。
【答案】(1)物体的质量m=ρV=3×103kg/m3×2m3=6×103kg
则其重力G=mg=6×103kg×10N/kg=6×104N
物体浸没在水中所受浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2m3=2×104N
则钢绳提升物体的拉力F=G-F浮=6×104N-2×104N=4×104N
(2)v=1m/s
∵物体从海底被提升到离开海面一定距离的整个过程中速度均保持不变，
∴物体全部离开水面后的上升过程中，钢绳提升物体的速度v=1m/s．
∵当物体全部离开水面后的上升过程中，钢绳提升物体的拉力等于其重力，
∴钢绳提升物体的功率：P=Gv=6×104N×1m/s=6×104W=60kW。
13、由瑞士公司Rinspeed研发制造，世界首款“水陆两栖”的敞篷概念车SQuba，也是全球首款潜水跑车。在陆地上SQuba最高时速可达126km/h，它还能够潜入10 m深的水下，在水下的最高时速为3km/h。SQuba轻巧的车身由纳米碳纤维构成，整车质量仅有920kg，潜入水下时，乘客利用车携带的压缩空气装置，可以正常呼吸(ρ水＝1.0×103kg/m3， g取10N/kg)。
求：①SQuba受到的重力；
②当汽车底部位于水下10 m深处时，水对汽车底部的压强；
③当体重为80 kg的驾驶员驾驶SQuba在陆地上以最高速度匀速行驶时，汽车所受阻力为车重的0.2倍，则10 min内汽车牵引力所做功的功率
【答案】①汽车受的重力：G＝mg＝920kg×10 N/kg＝9200 N；
②水对汽车底部的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10 N/kg×10m＝1×105 Pa；
③车人总重：G总＝m总g＝(m人＋m车)g＝(80kg＋920 kg)×10 N/kg＝10000 N，
因为汽车匀速行驶，所以汽车受的牵引力：F＝f＝0.2G＝0.2×10000 N＝2 000 N，
v＝126km/h＝126× 1/3.6 m/s＝35 m/s，牵引力所做功的功率：P＝Fv＝2000 N×35 m/s＝7×104 W＝70 kW。
14．[2017·安徽]已知物体的重力势能表达式为Ep＝mgh，动能表达式为Ek＝mv2；其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg。如图所示，将一质量为0.4kg的物体从距离地面1.5m的高度沿水平方向以2m/s的速度抛出。不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒。求：
(1)物体被抛出时的重力势能Ep和动能Ek1。
(2)物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功W。
(3)物体落地前瞬间的动能Ek2。
【答案】(1)物体的重力势能Ep＝mgh＝0.4kg×10N/kg×1.5m＝6J；
动能Ek1＝mv2＝×0.4kg×(2m/s)2＝0.8J。
(2)物体从被抛出至落地的过程中，其重力所做的功W＝Gh＝mgh＝0.4kg× 10N/kg×1.5m＝6J。
(3)物体下落时高度减小，速度增大，所以重力势能转化为动能，落地时高度为0，重力势能全部转化为动能，所以物体落地前瞬间的动能Ek2＝Ek1＋Ep＝0.8J＋6J＝6.8J。
考点三、电功与电功率（焦耳定律、非纯电阻电路等）
1．(2018·聊城)小明同学家的电能表上标有“3000r/(kW·h)”的字样，他将家中的其他用电器都与电源断开，仅让电水壶在额定电压下工作，观察1min内电能表的转盘转了45r，则下列说法不正确的是 ( B )
A．电水壶是利用电流的热效应来工作的
B．烧水过程中消耗的电能为5.4×105J
C．电水壶的额定功率为900W
D．当实际电压只有额定电压的90%时，电水壶的实际功率为729W
【解析】所有的电热器都是利用电流的热效应来工作的。烧水过程中消耗的电能W＝45r/3000r/(kW·h)＝0.015kW·h＝0.015×3.6×106J＝5.4×104J；电水壶的额定功率P＝W/t＝5.4×104J/60s＝900W；因为P＝U2/R，设R为定值，则P额/P实＝U/U，代入数据可得P实＝729W。
2．(2018·玉林)如图所示，电源电压U为10V并保持不变，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。闭合开关S，当滑片P移至最左端时，灯泡正常发光，电流表示数为0.5A；当滑片P移至中点时，电流表示数为0.4A。则( B )
A．电路消耗的最小功率为2.5W
B．滑片P在中点时，灯泡消耗的功率为2.4W
C．滑片P在中点时，灯泡消耗的功率为3.2W
D．滑片P在最左端时，2min内电流通过灯泡所做的功为10J
3．(2019·苏州)额定电压均为6V的甲、乙两灯，U－I图线如图所示，下列说法正确的是( D )
A．甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小
B．甲、乙两灯的额定功率之比为4∶1
C．甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时，电阻之比为3∶2
D．甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时，实际功率之比为1∶3
4．(2019·聊城)有一只标有“6V 3W”字样的灯泡A和一只定值电阻B，A和B的电流随两端电压变化关系的图像如图甲所示。则错误的是( C )
A．定值电阻B的阻值为6Ω
B．将A、B串联接在9V电源两端，灯泡A正常发光
C．将A、B并联接在6V电源两端，10s内电路消耗的电能是30J
D．将A与一个滑动变阻器串联接在6V电源两端，如图乙所示，当灯泡的功率与滑动变阻器的功率相等时，滑动变阻器的功率为0.9W
5．(2019·黄石)如图所示电路，电源电压保持不变，R1＝5Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为15Ω。闭合开关S，向左移动滑动变阻器滑片P的过程中，下列说法正确的是( D )
A．电流表的示数变小
B．电压表的示数增大
C．滑片可在R2上任意移动
D．若滑片移到b端时，R1与R2的电功率之比为3∶1
6．如图所示，电源电压U＝6V且保持不变，电阻R＝10Ω，滑动变阻器R′的铭牌上标有“20Ω 1A”字样，在从左往右移动滑动变阻器滑片的过程中，下面表示滑动变阻器所消耗的功率P′与其接入电路的电阻R′关系的图像正确的是( A )
A B C D
【解析】此类题可从三点进行快速分析：当滑动变阻器阻值为0时，根P＝I2R可知其功率为0，因此图像的起点在坐标的原点；当R′＝R＝10Ω时，即两电阻等值时，R′的功率最大；若R′再增大，电路的电流减小更多，反而功率要减小，但不为0。即可分析出A图合理。
7．(2018·宁波)如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片从b点滑到a点过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。
(1)图乙中__dc__(选填“dc”或“ec”)表示电压表的示数随电流表示数变化的 图像。
(2)该过程中电路消耗的总功率最大值为__36__W。
【解析】从图甲中可知，两电阻串联，电压表测滑动变压器R两端的电压，R减小时其分压减小，但由于整个电路电阻减小，所以电流增大，因此图乙中dc表示电压表随电流表示数变化的图像。分析图乙可知，电源电压为10V＋2V＝12V，当滑动变阻器阻值与电阻R0相等时，此时电路消耗的总功率也最大，P最大＝UI＝12V×3A＝36W。
8．(2019·枣庄)在如图甲的电路中，电源电压保持不变，R为滑动变阻器，其规格为“20Ω 2A”，闭合开关S，当滑片P从一端滑到另一端的过程中测到R的电功率与通过它的电流关系图像如图乙所示，则电源电压为____12____V，定值电阻R0的阻值为___10_____Ω。
9．一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表：
规格
后轮驱动直流
电机
车型
26英寸
额定输出功率
120W
整车质量
30kg
额定电压
40V
最大载量
120kg
额定电流
4.0A
请根据上表计算：
(1)此车电机的内阻。
(2)在额定电压下，电机突然卡死时，电机的总功率。
【答案】由表格读出电机的额定电压U＝40V，额定电流I＝4A，额定输出功率即有用功率为P有＝120W。
(1)电机的总功率即电功率P总＝UI＝40V×4A＝160W，
电机发热功率P热＝P总－P有，P热＝I2R，则P总－P有＝I2R，
R＝(P总－P有)/I2＝(160W－120W)/(4A)2＝2.5Ω。
(2)若电机突然卡死，则电能全部转化为内能，此时电机电路是纯电阻电路，欧姆定律成立，电机的总功率P＝U2/R＝(40V)2/2.5Ω＝640W。
10．(2018·湖州)小华家新买了电动自行车，说明书上的部分内容摘录在图甲中(注：“电池容量10Ah”可理解为“若以10A的电流放电可使用1h”)。请回答：
最高车速：≥25km/h 电池容量：10Ah
一次充电行驶里程：30～40km 充电器输入电压：220V
额定电压：36V 频率：50Hz
额定功率：180W 一次充电时间：5～8h
甲
(1)该电动自行车的额定电流多大？
(2)若该电动自行车行驶的平均车速为20km/h，使用50%的电池容量(按额定电流放电，不计放电时能量损失)，能行驶多长路程？
(3)某天小华想在自家的小车库内充电，发现车库内只安装了电灯，没有插座，于是小华想在如图乙所示的原有线路上安装一个双孔插座，应在a、b、c三处中哪两处之间安装才合理？__C__。
A．a和b B．b和c C．a和c
【答案】(1)I＝＝＝5A。
(2)t＝＝1h(或“据题意，自行车行驶时间t＝1h”)，s＝vt＝20km/h×1h＝20km。
11.小明妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆，内部由加热系统和按摩系统两部分组成。加热系统的加热电阻额定电压220V，额定功率605W．问：
（1）小明帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入6kg初温为20℃的水，加热系统的加热电阻正常工作15min将水加热到40℃，此加热过程中水吸收的热量是多少？消耗的电能是多少？[c水=4.2×103J/（kg•℃）]
（2）当小明家的实际电压是200V时，加热电阻工作的实际功率是多少？
（3）足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是12V（按摩系统将交流电压转换为12V），工作电流为4A，其电阻为0.5Ω，电动机工作中因发热损失的功率是多少？
【答案】（1）5.04×105J； 5.445×105J；（2）500W；（3）8W。
12.某兴趣小组设计了如图甲所示的汽车转向指示灯电路模型，接通相应指示灯后，该指示灯会亮、暗（微弱发光）交替闪烁发光。电路中电源电压恒为 6 伏，指示灯的规格为“6V 3W”，R0 为定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计。
（1）若让左转、右转指示灯同时工作，转向开关应与触点________接通。（选填“1 和2”、“2和3”、“3和4”或“4和5”）
（2）当转向开关与触点“2 和 3”接通时，右转指示灯两端实际电压变化规律如图乙所示。已知当右转指示灯微弱发光时，其两端实际电压为 Ux，消耗的实际功率为额定功率的1/25；求：
①右转指示灯闪烁交替工作30秒消耗的电能。
②定值电阻R0的阻值。（指示灯的电阻不变）
【答案】（1）3和4 （2）①32.4 焦 ②48欧
【解析】（1）若让左转、右转指示灯同时工作，转向开关应与触点3和4接通。
（2）①观察图乙可知，指示灯每工作1.5s，正常工作0.5s，微弱发光1s，
那么指示灯工作30s中，正常发光10s，微弱发光20s，
指示灯正常发光消耗电能：W1=P1t1=3W×10s=30J；
指示灯微弱发光的功率：；
指示灯微弱发光消耗电能：W2=P2t2=0.12W×20s=2.4J；
指示灯工作30s消耗的电能：W总=W1+W2=30J+2.4J=32.4J；
②灯泡的电阻 ；灯泡微弱发光时的电流为： ；
电路的总电阻为： ；定值电阻的阻值：。
13．如图是某电器设备内的一部分电路，电源电压恒为12V，R1为定值电阻，R2为标有“100Ω 0.5A”字样的滑动变阻器，R3为标有“3V 0.9W”字样的定值电阻。
(1)当闭合S、S1、S2时，电流表的示数为0.3A，求R1的阻值及这种情况下整个电路可能消耗的最小功率。
(2)当闭合S，断开S1、S2时，为保证整个电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值范围。
【答案】(1)当闭合S、S1、S2时，R1、R2并联，等效电路如图所示，电流表测R1支路的电流，R1＝U/I1＝12V/0.3A＝40Ω。
当滑动变阻器接入电路的电阻最大时整个电路消耗的最小功率，R1消耗的电功率P1＝UI1＝12V×0.3A＝3.6W，
R2消耗的最小功率P2＝U2/R2＝(12V)2/100Ω＝1.44W，电路的总功率P＝P1＋P3＝3.6W＋1.44W＝5.04W。
(2)当闭合S，断开S1、S2时，R2、R3串联，等效电路如图所示，R3允许通过的最大电流I＝P3/U3＝0.9W/3V＝0.3A，
R2允许通过的最大电流为0.5A，为保证整个电路安全，电路中的最大电流为0.3A，则R3＝ U3/I3＝3V/0.3A＝10Ω，
电路的最小电阻R总＝ U/I3＝12V/0.3A＝40Ω，滑动变阻器接入最小阻值R2＝R总－R3＝40Ω－10Ω＝30Ω，
所以滑动变阻器接入电路的阻值范围30～100Ω。
14．(2019·黄石)一般热水器由加热系统、测温系统和控水系统组成。某台电热水器铭牌部分信息已经模糊，如图a所示，其测温系统可以简化为如图b所示的电路，电源为9V恒定电源，R1为4Ω定值电阻，R2为热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如图c所示。
额定功率
额定电压
220V
水箱容积
60L
建议使用人数
3～4
(1)为估算电热水器的额定功率，关闭其他用电器，让热水器正常工作1分钟，观察电能表，如图d所示，转动了150转，则消耗电能多少千瓦时，电热水器的额定功率是多少瓦？
(2)若已装满水的水箱温度显示75℃时突然停电，但不停水。现有4人要洗浴，正值秋冬季节，需用40℃热水洗浴，通过控水系统将10℃冷水和水箱中热水进行调配，请问每人平均用水量是多少升？(不计热损失)
(3)控温系统某时刻电压表示数为4V，此时水箱中水温是多少？
【答案】(1)热水器消耗的电能W＝kW·h＝0.05kW·h，热水器的功率P＝＝＝3kW＝3000W； (2)水箱内水的温度75℃，水的体积60L＝0.06m3，由ρ＝得热水的质量：m热＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.06m3＝60kg，将10℃冷水和水箱中热水进行调配，根据热平衡方程可得：cm热(t1－t)＝cm冷(t－t2)，冷水质量m冷＝＝＝70kg，调配后水的质量m＝m热＋m冷＝60kg＋70kg＝130kg，调配后水的体积：V＝＝＝0.13m3＝130L，每人平均用水量：＝＝32.5L。 (3)由图b知，R1和R2串联，电压表测R1的电压，控温系统某时刻电压表示数为4V，电源电压为9V，则R2两端的电压为5V，串联电路电流相等，I＝＝，即＝，解得R2＝5Ω，由图c可知，R2与温度t为一次函数关系，温度为0℃时，R2阻值为8Ω，温度为80℃时，R2阻值为4Ω，R2随温度变化的函数关系为：R＝Ω；当R2＝5Ω时，解得t＝60℃。
15、小明的妈妈为了改善早餐的营养，买了一台全自动豆浆机，如图甲所示。图乙所示是豆浆机的主要结构：中间部位是一个带动刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，负责对液体加热煮沸。下表是这个豆浆机的主要技术参数；图丙所示是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作的“P－t”图像。
请解答下列问题：
①豆浆机正常工作时的最大电流是多大？
②豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少？
③在一次豆浆机工作的时候，小明将家里的其它用电器都关闭，他观察到豆浆机的电热管工作时，家里标有“2400r/kW·h”字样的电能表转盘在2min内转过了80转。此时电路的实际电压是多大？
【答案】解：①已知最大功率P1=1210W，所以正常工作时的最大电流： ．
答：正常工作时的最大电流为5.5A．
②由图象可知，豆浆机正常工作一次电热管工作时间t1=9min，
电动机工作时间t2=2min，豆浆机正常工作做一次豆浆消耗的电能：W=P1t1+P2t2=1210W×9×60s+120W×2×60s=667800J．
答：豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是667800J．
③豆浆机1min内消耗的电能 W=60000J，
豆浆机实际功率： P=1000W，电热管电阻： R=40Ω，电路实际电压：U=200V．
答：此时电路的实际电压是200V．
16．(2019·绍兴)电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果。如图甲是一款市场上的产品，小敏查阅使用说明书，其相关参数如下表乙。
甲
型号
***
额定充电电压
4.8V
充电电流
500mA
电池容量
800mAh
乙
丙
(1)当该款眼罩还剩10%的电池容量时，在额定电压下充电，充满电至少需要多少时间？
(2)图丙是小敏设计的可以手动调节高、中、低三档加热的电热眼罩原理图。电源电压U恒为4.8伏，已知电热丝R1阻值为4欧，电热丝R2阻值为6欧，开关S3只接a或b。
①图丙电路中S1闭合，S2断开，S3接a时，加热电路为________(填“高”、“中”或“低”)温档。
②中温档功率为多少瓦？
③高温档工作20分钟，眼罩消耗的电能为多少焦？
【答案】(1)t＝800mAh×(1－10%)/500mA＝1.44h
(2)①低 ②当S1闭合、S2闭合、S3接a时为中温档，P1＝U2/R1＝(4.8伏)2/4欧＝5.76瓦； ③当S1闭合、S2闭合、S3接b为高温档，R2的功率：P2＝U2/R2＝(4.8伏)2/6欧＝3.84瓦，R1的功率：P1＝5.76瓦，总功率：P＝P1＋P2＝5.76瓦＋3.84瓦＝9.6瓦，消耗的总电能：W＝Pt＝9.6瓦×20×60秒＝11520焦。
17.某电热砂锅的简化电路如图甲。R1、R2为发热电阻，S为旋转型开关，a、b、c、d为触点，通过旋转开关S可实现“关”、“低档”、“高档”之间的转换，工作时先用高档加热锅内汤料到沸腾，再用低档持续加热食物，使食物“汤浓味鲜”。
（1）高档加热时，开关S应旋至触点________（选填“ab”、“be”或“cd”)位置。
（2）某次烹饪一共用时6小时，电功率与加热时间的关系如图乙所示，则本次烹饪共消耗多少电能?
（3）发热电阻R1和R2的阻值分别为多少？
（4）生活中，有时也会选择电压力锅烹饪，因为电压力锅煮熟相同质量的同种食物，通常比电热砂锅更省电。请你从能量利用率的角度，结合所学知识对电压力锅能省电作出简要的解释。
【答案】（1）cd
（2）解：W1=P1t1=0.44kW×1h=0.44kWh W2=P2t2=0.1kW×5h=0.5kWh W=W1+W2=0.44kWh+0.5kWh=0.94kWh
（3）解：高档加热时R1 =110Ω 低档加热时R1+R2=484Ω, R2=484Ω-110Ω=374Ω
（4）解：电压力锅锅内气压大，所以水的沸点高，食物在高温下容易熟，可以减少用电时间；加热时间短，散失到空气中的热量少，能量利用率高，所以更省电。
2020走进重高-尖子生培优集训
走进重高 物理培优20 -- 物理计算与解答题汇编三
说明：本专题包含物理计算与解答题3个常考点，包含近几年中考真题与模拟题，通常以分析和计算题出现。化学计算是中考科学重点，考查学生综合解题能力，综合性知识与难度较大，是学习化学总结性较大的内容，且题型变化较多，占分较大，学生失分也很多，需引起重视，压轴题出现频率较高。
考 点 目 录
考点一、电磁继电器计算（结合浮力，功率等综合应用）
考点二、功与功率（运动与力相关）
考点三、电功与电功率（焦耳定律、非纯电阻电路等）
习 题 集 训
考点一、电磁继电器计算（结合浮力，功率等综合应用）
1．(2019·黄石)酿酒坊里的发酵罐配有笨重的密封罩，为了方便操作，设计了一个杠杆和电磁铁组合系统来升降密封罩，如图所示。电磁铁的工作原理是电流的磁效应，该现象最早是由__奥斯特__(填“法拉第”、“奥斯特”或“安培”)发现的。装置通电后，电磁铁上端为______(填“N”或“S”)极。若密封罩被提起并悬挂于空中，不计衔铁、杠杆的质量，左侧电磁吸力应________(填“大于”、“等于”或“小于”)密封罩的重力，若提不起，则应将滑动变阻器滑片向______(填“左”或“右”)滑动。
【答案】奥斯特 N 大于 左
2．(2018·广州)测得某熔断开关S在不同电流下的熔断时间如表。将电磁铁开关和S接入电路，如图所示，当I>4A时，电磁铁能在0.1s内吸动衔铁，使电路断开，衔铁无法自动恢复至图示位置；当1A
(1)S的电阻为1Ω，当I＝2A，通电时间为________s时S熔断，此过程中S产生的热量是________J。
(2)当I＝5A时，通电0.1s，S能否熔断？________。
(3)若电路中电流方向与图中相反，电磁铁吸引还是排斥衔铁？________。
【答案】(1)40 160 (2)否 (3)吸引
3．[2018·杭州江干区三模]有一种电加热恒温箱，工作原理如图甲所示，控制电路由电压U1＝9V的电源、电磁继电器(线圈电阻不计)、滑动变阻器R2和热敏电阻R1组成，图乙是热敏电阻R1阻值随温度变化的图像；工作电路由电压U2＝220V的电源和电阻R0＝44Ω的电热丝组成。通过实验测得当电磁继电器线圈的电流达到60mA时，电磁继电器的衔铁被吸下来停止加热，实现温控。求：
(1)请用笔画线代替导线，按照题意将图中的工作电路连接完整。
(2)当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为50Ω时，可使恒温箱的温度保持为多少摄氏度？
【答案】(1)如答图所示。
(2)当电磁继电器线圈的电流达到60mA时，设此时热敏电阻的阻值为Rx，则：Rx＝－R2＝－50Ω＝100Ω，由图乙可知，热敏电阻为100Ω时对应的温度为50℃，即恒温箱的温度将稳定在50℃。
4．(2018·绍兴、义乌)人们对自我保健越来越关注。图甲为某品牌足浴盆及相关参数。其内部电路可分为工作电路和控制电路两部分(如图乙所示)。闭合总开关S，当足浴盆有水注入到一定量时压控开关S1、S2就会自动闭合，此时R1、R2会同时工作，加热至40℃时，控制电路中的电磁铁会将衔块吸合，自动进入保温模式。
(1)图乙的工作电路中，处于保温状态时，工作的电阻是________，压控开关S1的作用是防止___________，达到保护电路的目的。
(2)控制电路中电磁铁线圈的电阻为100欧，为电磁铁供电的电池电压为6伏，Rx为热敏电阻，阻值随温度变化关系可由图丙中的某条曲线表示。当线圈中的电流大于或等于20毫安时，控制电路中继电器的衔铁被吸合，则Rx阻值随温度变化的曲线为图丙中的________。
(3)求R2的阻值。
(4)在一次使用过程中，加热时间为5分钟，保温时间为20分钟，则整个过程中消耗了多少电能？
【答案】(1)R1 足浴盆中没水时电路处于工作状态
(2)D
(3)P2＝P加热－P保温＝2100W－100W＝2000W R2＝＝＝24.2Ω
(4)W加热＝P加热×t加热＝2100W×5×60s＝6.3×105J W保温＝P保温×t保温＝100W×20×60s＝1.2×105J
W总＝W加热＋W保温＝6.3×105J＋1.2×105J＝7.5×105J
5．[2018·宁波]为响应宁波市政府提出的“创建海绵型城市”的号召，小科设计了如图所示的市政自动排水装置模型，控制电路由电压为12V、最大容量为100Ah的蓄电池供电，蓄电池用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。R0为定值电阻，R为压敏电阻，压敏电阻通过杠杆ABO与圆柱形浮体相连，AB∶BO＝4∶1，压敏电阻的阻值随压力变化的关系如下表。(压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计，所用绿灯、红灯及排水泵的额定电压均为220V)
压敏电阻受到的压力F(N)
60
120
180
240
300
360
420
480
…
压敏电阻R阻值(Ω)
500
360
260
180
120
80
65
55
…
(1)当水位在安全位置以下时绿灯亮，排水泵不工作；当水位达到安全位置上限时红灯亮，同时排水泵正常工作。请按要求完成图中工作电路的连接。
(2)“发电玻璃”光电转化率接近18%。要求在5h内对控制电路的蓄电池充满电，则选用的“发电玻璃”面积至少为__1.3____m2。(太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按1000W计算，计算结果精确到0.1m2)
(3)按照设计要求，当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到的压力为360N，通过电磁铁线圈的电流为100mA，排水泵启动；当水位回落到浮体只有体积浸入水中时，杠杆ABO仍处于水平位置，线圈中电流为30mA，排水泵停止工作，则小科应选择重力为多大的浮体？
【答案】(1)如答图所示。
(3)当浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到的压力FB为360N，查表可知R＝80Ω，
R总＝＝＝120Ω，R0＝R总－R＝120Ω－80Ω＝40Ω，
根据杠杆平衡条件有：FALOA＝FBLOB，FA＝＝360N×＝72N，
F浮 ＝G＋FA′，即F浮＝G＋72N…①；
当浮体只有体积浸入水中时，F浮′＝F浮，R总′＝＝＝400Ω，
R′＝ R总′－R0＝400Ω－40Ω＝360Ω，查表可知，FB′＝120N，
根据杠杆平衡条件有：FA′LOA ＝FB′LOB，FA′＝＝120N×＝24N，
F浮′＝G＋FA′′，即F浮＝G＋24N…②，由①、②得出：F浮 ＝80N，G＝8N。所以小科应选择的浮体重力为8N。
【解析】(1)当水位在安全位置以下时，浮体受到的浮力较小，作用在硬质连杆向上的力较小，杠杆上A点受到向上的力较小，则B点受到压板向下的力较小，根据相互作用力的特点，压敏电阻受到的压力较小，由表格可知控制电路电阻较大，电流较小，电磁继电器不能将衔铁吸下，此时绿灯亮。由于红灯和排水泵的额定电压均为220V，因此两者并联，当衔铁被吸下时，两者同时工作。(2)1000W×S×18%×5h＝12V×100Ah，解得S≈1.3m2。
6．(2018·宁波)为响应宁波市政府提出的“创建海绵型城市”的号召，小科设计了如图所示的市政自动排水装置模型，控制电路由电压为12V、最大容量为100Ah的蓄电池供电，蓄电池用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。R0为定值电阻，R为压敏电阻，压敏电阻通过杠杆ABO与圆柱形浮体相连，AB∶BO＝4∶1，压敏电阻的阻值随压力变化的关系如表。(压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计，所用绿灯、红灯及排水泵的额定电压均为220V)
压敏电阻受到的压力F/N
60
120
180
240
300
360
420
480
…
压敏电阻R阻值/Ω
500
360
260
180
120
80
65
55
…
(1)当水位在安全位置以下时绿灯亮，排水泵不工作；当水位达到安全位置上限时红灯亮，同时排水泵正常工作。请按要求完成图中工作电路的连接。
(2)“发电玻璃”光电转化率接近18%。要求在5h内对控制电路的蓄电池充满电，则选用的“发电玻璃”面积至少为________m2。(太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按1000W计算，计算结果精确到0.1m2)
(3)按照设计要求，当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为360N，通过电磁铁线圈的电流为100mA，排水泵启动；当水位回落到浮体只有体积浸入水中时，硬质杠杆ABO仍处于水平位置，线圈中电流为30mA，排水泵停止工作，则小科应选择重力为多大的浮体？_________________________。
(4)在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动。如果在其他条件保持不变的前提下，要使排水装置符合设计要求，应该将与压敏电阻相连的压板向________(填“左”或“右”)移动。
【答案】(1)如图 (2)1.3 (3)应选择重力为8N的浮体 (4)右
考点二、功与功率（运动与力相关）
1、一颗质量约为 30g 的子弹从枪膛中水平射出，子弹在枪膛内受到火药爆炸后产生的气体平均作用力是 6000N ，枪膛长 60 ㎝，射出后，子弹在空中飞行了 1200m ，则气体对子弹做的功是（ C）
A、36J B、120J C、3600J D、360000J
2．如图所示，物体在相同的力F的作用下，分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿着力的方向移动了相同的距离s，力F做的功分别为W1、W2、W3，则下列说法中正确的是( A )
A．W1＝W2＝W3 B．W2＞W3＝W1 C．W1＝W2＞W3 D．W1＞W3＝W2
3、如图 10 所示，将同一物体分别沿光滑的斜面 AB 、 AC 以相同的速度从底部匀速拉到顶点 A ，已知 AB>AC ，施加的力分别为 F1 、 F2 ，拉力做的功为 W1 、 W2 ，拉力做功的功率分别为 P1 、 P2 ，则下列判断中正确的是 （ A ）
A． F1
C． F1
4、如图所示，放在水平桌面上的匀质长直木板长度 L 为 40 厘米，质量为 2 千克，它的右端与桌面相齐，与桌面间的动摩擦因数为 0.2 ．若在木板左端用一水平推力 F 将其匀速推下桌子，水平推力至少要做功（ B ）
A．1.6 焦 B．0.8 焦 C．0.6 焦 D．0.4 焦
5．(2018·随州)都市生活离不开电梯，如图，将电梯简化为“钢绳拉着电梯厢在竖直导轨上运动”模型。小刚同学乘坐电梯从一楼到五楼，电梯厢和人的总质量为500kg，电梯上行受到轨道摩擦力为500N，钢绳对电梯厢的拉力用T表示。电梯(底面)在A点(一楼地面)到B点(二楼地面)过程中速度在增加，用时4s；在B点到D点(四楼地面)过程中匀速运动，用时4s；在D点到E点(五楼地面)过程中速度逐渐减小，用时4s。若每层楼高3m，g取10N/kg，下列说法正确的是( C )
A．电梯从A点到B点过程中，钢绳拉力T做功1.65×104J
B．电梯从B点到C点过程中，钢绳拉力T做功的功率4.125×103W
C．电梯从C点到D点过程中，钢绳拉力T做功的功率8.25×103W
D．电梯从D点到E点过程中，钢绳拉力T＝5.5×103N
6．(2019·绍兴)某工厂发货传输分拣线示意如图，等间距排列的相同货物先被传送带匀速运送到工作台，在工作台AB上匀速下滑时被扫描，后滑至水平工作台BC，最后在C点静止时被机械手臂取走进行分类。传送带与AB、AB与BC都平滑连接，AB与BC材料相同，且长度均为1米，空气阻力忽略不计。
(1)若货物对AB的压力小于对BC的压力，则货物在AB上减小的机械能____小于___(填“大于”、“等于”或“小于”)在BC上减小的机械能。
(2)若机械手臂每隔3秒钟取走一件货物，传送带运动的速度为0.8米/秒，为防止货物的碰撞与堆积，货物之间的距离d至少为___2.4___米。
7．小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上(如图甲)，在刚接触轻弹簧的瞬间(如图乙)，速度为5 m/s。将弹簧压缩到最短(如图丙)的整个过程中，小球的速度v和弹簧缩短的长度ΔL之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点。已知该轻弹簧每受到0.2 N的压力就缩短1 cm，并且轻弹簧在受到撞击至压缩到最短的整个过程中始终发生弹性形变(不计空气阻力)。
(1)从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球动能的变化情况是先变大后变小，小球机械能的变化情况是变小。
(2)实验中所用小球的质量为0.1kg，全过程中，弹簧中弹力的最大值为8.14N。(g取10 N/kg)
(3)如图，当弹簧的压缩量最大时，小球的速度为0，此时，小球处于非平衡(填“平衡”或“非平衡”)状态。
8．[2018·内江]步行是一种简易方便的健身运动，人正常步行时，步距(指步行一步的距离)变化不大，步距还可作为身体上的一把“尺子”。小东测出自己的步距为0.5m，他正常步行1min走了180步。小东根据自己的腿长和步距画出了如图所示的步行示意图，对步行时重心的变化进行了分析，当两脚一前一后着地时重心降低，而单脚着地迈步时重心升高，因此每走一步都要克服重力做功。(已知小东的腿长是65cm，质量是50kg，g取10N/kg)求：
(1)小东正常步行的速度是多少？
(2)小东每走一步克服重力所做的功是多少？
(3)小东正常步行克服重力做功的功率是多少？
【答案】(1)小东正常步行的速度v＝s/t＝180×0.5m/60s＝1.5m/s。
(2)小东每走一步身体重心的高度差h＝65cm－＝5cm＝0.05m，
小东的体重G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，
小东每走一步克服重力所做的功W＝Gh＝500N×0.05m＝25J。
(3)小东正常步行克服重力做功的功率P＝W/t＝180×25J/60s＝75W。
9.玻璃是由炽热的玻璃液体冷却后形成的。受到油滴能在水面上均匀分布开来的启发，科研人员发明了一种制取平板玻璃的方法。其主要过程是让玻璃液体浮于某溶液表面上，冷凝后用真空吸盘吊运，如图所示。请回答问题：(g取10牛/千克)
(1)该方法的关键是能否找到会浮起玻璃液体的一种溶液，你认为这种溶液应具备怎样的物理性质？(说出两点)_______________________________________________。
(2)一块密度为2.5×103千克/米3，体积为1.5×10－2米3的平板玻璃，冷凝后用真空吸盘吊运转送，若当时大气压为1×105帕，则吸盘的面积至少是多大？
(3)将上述玻璃板提升1米，需克服重力做多少功？
10．(2019·金华、义乌、丽水)2019年4月15日起正式实施电动自行车新国家标准，小金买了一辆按新国标生产的电动自行车，部分参数如表所示。已知小金的质量为60千克，假定电动自行车在水平骑行过程中受到的阻力始终为总重的0.08倍。
项目
参数
最高车速(km/h)
25
整车质量(kg)
40
电动自行车最大功率(W)
400
(1)车轮上刻花纹的目的是___________。
(2)小金在水平地面骑行时，车轮与地面的总接触面积为50厘米2，则骑行的电动自行车对地面产生的压强为多少帕？
(3)小金在水平公路上骑电动自行车，匀速行驶10千米过程中克服阻力做了多少功？
(4)若小金骑行过程中电动车以最大的功率输出，匀速行驶时的车速为多少？
【答案】(1)增大摩擦
(2)F＝G＝mg＝(40kg＋60kg)×10N/kg＝1000N，p＝F/S＝G/S＝1000N/(50×10－4m2)＝2×105Pa
(3)W＝Fs＝fs＝0.08Gs＝100kg×10N/kg×0.08×10000m＝8×105J (4)v＝s/t＝W/(Ft)＝P/F＝400W/80N＝5m/s
11．[2018·绍兴义乌]2018年3月28日绍兴风情旅游新干线开通试运行。“鉴湖号”城际列车从绍兴站驶出开往上虞站，两站相距40km，列车运营速度120km/h。
(1)列车从绍兴站出发至少需要__20__min到达上虞站。
(2)在图中旅行箱和拉杆构成的杠杆中，能表示拉力F的力臂是__l1__。
(3)列车牵引总功率为5152kW，表示的意义是__列车每秒钟做功5152kJ__，并计算列车以运营速度匀速直线运行时所受水平阻力大小(用科学记数法表示，保留两位小数)。
【答案】 (3)根据P＝＝＝Fv，
v＝120km/h≈33.33m/s，
F＝＝≈1.55×105N，
由于列车匀速运动，则f＝F＝1.55×105N。
12.如图所示是一艘海事打捞船正在打捞一沉入海底的物体，乙图是钢绳将物体竖直向上匀速提起的简化示意图，物体从海底被提升到离开海面一定距离的整个过程中速度均保持不变，从提升物体开始经过时间120s后物体刚好全部出水，已知物体的体积V=2m3，密度ρ=3×103kg/m3，已知物体浸没在水中的上升过程中，钢绳提升物体的功率P=40KW，(忽略水的阻力和钢绳重量，海水的密度取ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg)求：
(1)物体浸没在水中的上升过程中，钢绳提升物体的拉力。
(2)物体全部离开水面后的上升过程中，钢绳提升物体的功率。
【答案】(1)物体的质量m=ρV=3×103kg/m3×2m3=6×103kg
则其重力G=mg=6×103kg×10N/kg=6×104N
物体浸没在水中所受浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2m3=2×104N
则钢绳提升物体的拉力F=G-F浮=6×104N-2×104N=4×104N
(2)v=1m/s
∵物体从海底被提升到离开海面一定距离的整个过程中速度均保持不变，
∴物体全部离开水面后的上升过程中，钢绳提升物体的速度v=1m/s．
∵当物体全部离开水面后的上升过程中，钢绳提升物体的拉力等于其重力，
∴钢绳提升物体的功率：P=Gv=6×104N×1m/s=6×104W=60kW。
13、由瑞士公司Rinspeed研发制造，世界首款“水陆两栖”的敞篷概念车SQuba，也是全球首款潜水跑车。在陆地上SQuba最高时速可达126km/h，它还能够潜入10 m深的水下，在水下的最高时速为3km/h。SQuba轻巧的车身由纳米碳纤维构成，整车质量仅有920kg，潜入水下时，乘客利用车携带的压缩空气装置，可以正常呼吸(ρ水＝1.0×103kg/m3， g取10N/kg)。
求：①SQuba受到的重力；
②当汽车底部位于水下10 m深处时，水对汽车底部的压强；
③当体重为80 kg的驾驶员驾驶SQuba在陆地上以最高速度匀速行驶时，汽车所受阻力为车重的0.2倍，则10 min内汽车牵引力所做功的功率
【答案】①汽车受的重力：G＝mg＝920kg×10 N/kg＝9200 N；
②水对汽车底部的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10 N/kg×10m＝1×105 Pa；
③车人总重：G总＝m总g＝(m人＋m车)g＝(80kg＋920 kg)×10 N/kg＝10000 N，
因为汽车匀速行驶，所以汽车受的牵引力：F＝f＝0.2G＝0.2×10000 N＝2 000 N，
v＝126km/h＝126× 1/3.6 m/s＝35 m/s，牵引力所做功的功率：P＝Fv＝2000 N×35 m/s＝7×104 W＝70 kW。
14．[2017·安徽]已知物体的重力势能表达式为Ep＝mgh，动能表达式为Ek＝mv2；其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg。如图所示，将一质量为0.4kg的物体从距离地面1.5m的高度沿水平方向以2m/s的速度抛出。不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒。求：
(1)物体被抛出时的重力势能Ep和动能Ek1。
(2)物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功W。
(3)物体落地前瞬间的动能Ek2。
【答案】(1)物体的重力势能Ep＝mgh＝0.4kg×10N/kg×1.5m＝6J；
动能Ek1＝mv2＝×0.4kg×(2m/s)2＝0.8J。
(2)物体从被抛出至落地的过程中，其重力所做的功W＝Gh＝mgh＝0.4kg× 10N/kg×1.5m＝6J。
(3)物体下落时高度减小，速度增大，所以重力势能转化为动能，落地时高度为0，重力势能全部转化为动能，所以物体落地前瞬间的动能Ek2＝Ek1＋Ep＝0.8J＋6J＝6.8J。
考点三、电功与电功率（焦耳定律、非纯电阻电路等）
1．(2018·聊城)小明同学家的电能表上标有“3000r/(kW·h)”的字样，他将家中的其他用电器都与电源断开，仅让电水壶在额定电压下工作，观察1min内电能表的转盘转了45r，则下列说法不正确的是 ( B )
A．电水壶是利用电流的热效应来工作的
B．烧水过程中消耗的电能为5.4×105J
C．电水壶的额定功率为900W
D．当实际电压只有额定电压的90%时，电水壶的实际功率为729W
【解析】所有的电热器都是利用电流的热效应来工作的。烧水过程中消耗的电能W＝45r/3000r/(kW·h)＝0.015kW·h＝0.015×3.6×106J＝5.4×104J；电水壶的额定功率P＝W/t＝5.4×104J/60s＝900W；因为P＝U2/R，设R为定值，则P额/P实＝U/U，代入数据可得P实＝729W。
2．(2018·玉林)如图所示，电源电压U为10V并保持不变，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。闭合开关S，当滑片P移至最左端时，灯泡正常发光，电流表示数为0.5A；当滑片P移至中点时，电流表示数为0.4A。则( B )
A．电路消耗的最小功率为2.5W
B．滑片P在中点时，灯泡消耗的功率为2.4W
C．滑片P在中点时，灯泡消耗的功率为3.2W
D．滑片P在最左端时，2min内电流通过灯泡所做的功为10J
3．(2019·苏州)额定电压均为6V的甲、乙两灯，U－I图线如图所示，下列说法正确的是( D )
A．甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小
B．甲、乙两灯的额定功率之比为4∶1
C．甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时，电阻之比为3∶2
D．甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时，实际功率之比为1∶3
4．(2019·聊城)有一只标有“6V 3W”字样的灯泡A和一只定值电阻B，A和B的电流随两端电压变化关系的图像如图甲所示。则错误的是( C )
A．定值电阻B的阻值为6Ω
B．将A、B串联接在9V电源两端，灯泡A正常发光
C．将A、B并联接在6V电源两端，10s内电路消耗的电能是30J
D．将A与一个滑动变阻器串联接在6V电源两端，如图乙所示，当灯泡的功率与滑动变阻器的功率相等时，滑动变阻器的功率为0.9W
5．(2019·黄石)如图所示电路，电源电压保持不变，R1＝5Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为15Ω。闭合开关S，向左移动滑动变阻器滑片P的过程中，下列说法正确的是( D )
A．电流表的示数变小
B．电压表的示数增大
C．滑片可在R2上任意移动
D．若滑片移到b端时，R1与R2的电功率之比为3∶1
6．如图所示，电源电压U＝6V且保持不变，电阻R＝10Ω，滑动变阻器R′的铭牌上标有“20Ω 1A”字样，在从左往右移动滑动变阻器滑片的过程中，下面表示滑动变阻器所消耗的功率P′与其接入电路的电阻R′关系的图像正确的是( A )
A B C D
【解析】此类题可从三点进行快速分析：当滑动变阻器阻值为0时，根P＝I2R可知其功率为0，因此图像的起点在坐标的原点；当R′＝R＝10Ω时，即两电阻等值时，R′的功率最大；若R′再增大，电路的电流减小更多，反而功率要减小，但不为0。即可分析出A图合理。
7．(2018·宁波)如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片从b点滑到a点过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。
(1)图乙中__dc__(选填“dc”或“ec”)表示电压表的示数随电流表示数变化的 图像。
(2)该过程中电路消耗的总功率最大值为__36__W。
【解析】从图甲中可知，两电阻串联，电压表测滑动变压器R两端的电压，R减小时其分压减小，但由于整个电路电阻减小，所以电流增大，因此图乙中dc表示电压表随电流表示数变化的图像。分析图乙可知，电源电压为10V＋2V＝12V，当滑动变阻器阻值与电阻R0相等时，此时电路消耗的总功率也最大，P最大＝UI＝12V×3A＝36W。
8．(2019·枣庄)在如图甲的电路中，电源电压保持不变，R为滑动变阻器，其规格为“20Ω 2A”，闭合开关S，当滑片P从一端滑到另一端的过程中测到R的电功率与通过它的电流关系图像如图乙所示，则电源电压为____12____V，定值电阻R0的阻值为___10_____Ω。
9．一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表：
规格
后轮驱动直流
电机
车型
26英寸
额定输出功率
120W
整车质量
30kg
额定电压
40V
最大载量
120kg
额定电流
4.0A
请根据上表计算：
(1)此车电机的内阻。
(2)在额定电压下，电机突然卡死时，电机的总功率。
【答案】由表格读出电机的额定电压U＝40V，额定电流I＝4A，额定输出功率即有用功率为P有＝120W。
(1)电机的总功率即电功率P总＝UI＝40V×4A＝160W，
电机发热功率P热＝P总－P有，P热＝I2R，则P总－P有＝I2R，
R＝(P总－P有)/I2＝(160W－120W)/(4A)2＝2.5Ω。
(2)若电机突然卡死，则电能全部转化为内能，此时电机电路是纯电阻电路，欧姆定律成立，电机的总功率P＝U2/R＝(40V)2/2.5Ω＝640W。
10．(2018·湖州)小华家新买了电动自行车，说明书上的部分内容摘录在图甲中(注：“电池容量10Ah”可理解为“若以10A的电流放电可使用1h”)。请回答：
最高车速：≥25km/h 电池容量：10Ah
一次充电行驶里程：30～40km 充电器输入电压：220V
额定电压：36V 频率：50Hz
额定功率：180W 一次充电时间：5～8h
甲
(1)该电动自行车的额定电流多大？
(2)若该电动自行车行驶的平均车速为20km/h，使用50%的电池容量(按额定电流放电，不计放电时能量损失)，能行驶多长路程？
(3)某天小华想在自家的小车库内充电，发现车库内只安装了电灯，没有插座，于是小华想在如图乙所示的原有线路上安装一个双孔插座，应在a、b、c三处中哪两处之间安装才合理？__C__。
A．a和b B．b和c C．a和c
【答案】(1)I＝＝＝5A。
(2)t＝＝1h(或“据题意，自行车行驶时间t＝1h”)，s＝vt＝20km/h×1h＝20km。
11.小明妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆，内部由加热系统和按摩系统两部分组成。加热系统的加热电阻额定电压220V，额定功率605W．问：
（1）小明帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入6kg初温为20℃的水，加热系统的加热电阻正常工作15min将水加热到40℃，此加热过程中水吸收的热量是多少？消耗的电能是多少？[c水=4.2×103J/（kg•℃）]
（2）当小明家的实际电压是200V时，加热电阻工作的实际功率是多少？
（3）足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是12V（按摩系统将交流电压转换为12V），工作电流为4A，其电阻为0.5Ω，电动机工作中因发热损失的功率是多少？
【答案】（1）5.04×105J； 5.445×105J；（2）500W；（3）8W。
12.某兴趣小组设计了如图甲所示的汽车转向指示灯电路模型，接通相应指示灯后，该指示灯会亮、暗（微弱发光）交替闪烁发光。电路中电源电压恒为 6 伏，指示灯的规格为“6V 3W”，R0 为定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计。
（1）若让左转、右转指示灯同时工作，转向开关应与触点________接通。（选填“1 和2”、“2和3”、“3和4”或“4和5”）
（2）当转向开关与触点“2 和 3”接通时，右转指示灯两端实际电压变化规律如图乙所示。已知当右转指示灯微弱发光时，其两端实际电压为 Ux，消耗的实际功率为额定功率的1/25；求：
①右转指示灯闪烁交替工作30秒消耗的电能。
②定值电阻R0的阻值。（指示灯的电阻不变）
【答案】（1）3和4 （2）①32.4 焦 ②48欧
【解析】（1）若让左转、右转指示灯同时工作，转向开关应与触点3和4接通。
（2）①观察图乙可知，指示灯每工作1.5s，正常工作0.5s，微弱发光1s，
那么指示灯工作30s中，正常发光10s，微弱发光20s，
指示灯正常发光消耗电能：W1=P1t1=3W×10s=30J；
指示灯微弱发光的功率：；
指示灯微弱发光消耗电能：W2=P2t2=0.12W×20s=2.4J；
指示灯工作30s消耗的电能：W总=W1+W2=30J+2.4J=32.4J；
②灯泡的电阻 ；灯泡微弱发光时的电流为： ；
电路的总电阻为： ；定值电阻的阻值：。
13．如图是某电器设备内的一部分电路，电源电压恒为12V，R1为定值电阻，R2为标有“100Ω 0.5A”字样的滑动变阻器，R3为标有“3V 0.9W”字样的定值电阻。
(1)当闭合S、S1、S2时，电流表的示数为0.3A，求R1的阻值及这种情况下整个电路可能消耗的最小功率。
(2)当闭合S，断开S1、S2时，为保证整个电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值范围。
【答案】(1)当闭合S、S1、S2时，R1、R2并联，等效电路如图所示，电流表测R1支路的电流，R1＝U/I1＝12V/0.3A＝40Ω。
当滑动变阻器接入电路的电阻最大时整个电路消耗的最小功率，R1消耗的电功率P1＝UI1＝12V×0.3A＝3.6W，
R2消耗的最小功率P2＝U2/R2＝(12V)2/100Ω＝1.44W，电路的总功率P＝P1＋P3＝3.6W＋1.44W＝5.04W。
(2)当闭合S，断开S1、S2时，R2、R3串联，等效电路如图所示，R3允许通过的最大电流I＝P3/U3＝0.9W/3V＝0.3A，
R2允许通过的最大电流为0.5A，为保证整个电路安全，电路中的最大电流为0.3A，则R3＝ U3/I3＝3V/0.3A＝10Ω，
电路的最小电阻R总＝ U/I3＝12V/0.3A＝40Ω，滑动变阻器接入最小阻值R2＝R总－R3＝40Ω－10Ω＝30Ω，
所以滑动变阻器接入电路的阻值范围30～100Ω。
14．(2019·黄石)一般热水器由加热系统、测温系统和控水系统组成。某台电热水器铭牌部分信息已经模糊，如图a所示，其测温系统可以简化为如图b所示的电路，电源为9V恒定电源，R1为4Ω定值电阻，R2为热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如图c所示。
额定功率
额定电压
220V
水箱容积
60L
建议使用人数
3～4
(1)为估算电热水器的额定功率，关闭其他用电器，让热水器正常工作1分钟，观察电能表，如图d所示，转动了150转，则消耗电能多少千瓦时，电热水器的额定功率是多少瓦？
(2)若已装满水的水箱温度显示75℃时突然停电，但不停水。现有4人要洗浴，正值秋冬季节，需用40℃热水洗浴，通过控水系统将10℃冷水和水箱中热水进行调配，请问每人平均用水量是多少升？(不计热损失)
(3)控温系统某时刻电压表示数为4V，此时水箱中水温是多少？
【答案】(1)热水器消耗的电能W＝kW·h＝0.05kW·h，热水器的功率P＝＝＝3kW＝3000W； (2)水箱内水的温度75℃，水的体积60L＝0.06m3，由ρ＝得热水的质量：m热＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.06m3＝60kg，将10℃冷水和水箱中热水进行调配，根据热平衡方程可得：cm热(t1－t)＝cm冷(t－t2)，冷水质量m冷＝＝＝70kg，调配后水的质量m＝m热＋m冷＝60kg＋70kg＝130kg，调配后水的体积：V＝＝＝0.13m3＝130L，每人平均用水量：＝＝32.5L。 (3)由图b知，R1和R2串联，电压表测R1的电压，控温系统某时刻电压表示数为4V，电源电压为9V，则R2两端的电压为5V，串联电路电流相等，I＝＝，即＝，解得R2＝5Ω，由图c可知，R2与温度t为一次函数关系，温度为0℃时，R2阻值为8Ω，温度为80℃时，R2阻值为4Ω，R2随温度变化的函数关系为：R＝Ω；当R2＝5Ω时，解得t＝60℃。
15、小明的妈妈为了改善早餐的营养，买了一台全自动豆浆机，如图甲所示。图乙所示是豆浆机的主要结构：中间部位是一个带动刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，负责对液体加热煮沸。下表是这个豆浆机的主要技术参数；图丙所示是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作的“P－t”图像。
请解答下列问题：
①豆浆机正常工作时的最大电流是多大？
②豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少？
③在一次豆浆机工作的时候，小明将家里的其它用电器都关闭，他观察到豆浆机的电热管工作时，家里标有“2400r/kW·h”字样的电能表转盘在2min内转过了80转。此时电路的实际电压是多大？
【答案】解：①已知最大功率P1=1210W，所以正常工作时的最大电流： ．
答：正常工作时的最大电流为5.5A．
②由图象可知，豆浆机正常工作一次电热管工作时间t1=9min，
电动机工作时间t2=2min，豆浆机正常工作做一次豆浆消耗的电能：W=P1t1+P2t2=1210W×9×60s+120W×2×60s=667800J．
答：豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是667800J．
③豆浆机1min内消耗的电能 W=60000J，
豆浆机实际功率： P=1000W，电热管电阻： R=40Ω，电路实际电压：U=200V．
答：此时电路的实际电压是200V．
16．(2019·绍兴)电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果。如图甲是一款市场上的产品，小敏查阅使用说明书，其相关参数如下表乙。
甲
型号
***
额定充电电压
4.8V
充电电流
500mA
电池容量
800mAh
乙
丙
(1)当该款眼罩还剩10%的电池容量时，在额定电压下充电，充满电至少需要多少时间？
(2)图丙是小敏设计的可以手动调节高、中、低三档加热的电热眼罩原理图。电源电压U恒为4.8伏，已知电热丝R1阻值为4欧，电热丝R2阻值为6欧，开关S3只接a或b。
①图丙电路中S1闭合，S2断开，S3接a时，加热电路为________(填“高”、“中”或“低”)温档。
②中温档功率为多少瓦？
③高温档工作20分钟，眼罩消耗的电能为多少焦？
【答案】(1)t＝800mAh×(1－10%)/500mA＝1.44h
(2)①低 ②当S1闭合、S2闭合、S3接a时为中温档，P1＝U2/R1＝(4.8伏)2/4欧＝5.76瓦； ③当S1闭合、S2闭合、S3接b为高温档，R2的功率：P2＝U2/R2＝(4.8伏)2/6欧＝3.84瓦，R1的功率：P1＝5.76瓦，总功率：P＝P1＋P2＝5.76瓦＋3.84瓦＝9.6瓦，消耗的总电能：W＝Pt＝9.6瓦×20×60秒＝11520焦。
17.某电热砂锅的简化电路如图甲。R1、R2为发热电阻，S为旋转型开关，a、b、c、d为触点，通过旋转开关S可实现“关”、“低档”、“高档”之间的转换，工作时先用高档加热锅内汤料到沸腾，再用低档持续加热食物，使食物“汤浓味鲜”。
（1）高档加热时，开关S应旋至触点________（选填“ab”、“be”或“cd”)位置。
（2）某次烹饪一共用时6小时，电功率与加热时间的关系如图乙所示，则本次烹饪共消耗多少电能?
（3）发热电阻R1和R2的阻值分别为多少？
（4）生活中，有时也会选择电压力锅烹饪，因为电压力锅煮熟相同质量的同种食物，通常比电热砂锅更省电。请你从能量利用率的角度，结合所学知识对电压力锅能省电作出简要的解释。
【答案】（1）cd
（2）解：W1=P1t1=0.44kW×1h=0.44kWh W2=P2t2=0.1kW×5h=0.5kWh W=W1+W2=0.44kWh+0.5kWh=0.94kWh
（3）解：高档加热时R1 =110Ω 低档加热时R1+R2=484Ω, R2=484Ω-110Ω=374Ω
（4）解：电压力锅锅内气压大，所以水的沸点高，食物在高温下容易熟，可以减少用电时间；加热时间短，散失到空气中的热量少，能量利用率高，所以更省电。
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