中考物理典型题之一力电综合

中考物理典型题力、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和规律，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.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.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？
（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
人和铭牌上的部分参数，请回答下列有关问题：
（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？项目指标参数
工作电压15 V
功率30 W
电池容量 2 000
mAh
（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.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：
（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.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，
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
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：
100110120130140150160…
载盘台所载
质量m/g
传感器R1/
100908070605040…
Ω
（1）根据表中数据，当载盘台所载质量是100 g时，R1的阻值是多少？电路中的电流是多少？
（2）在第（1）问的基础上，通电5 s，电流通
过R1产生的热量是多少？
（3）当电路中的电流达到0.03 A时，提示器会
发出提示音，若空餐盘质量为100 g，此
时盘内剩余食物的质量是多少？
8.如图甲是某工厂生产流水线产品输送计数装置示意图（俯视图），立方体产品在水平传送带上与传送带以相同速度v=1 m/s匀速运动，产品的质量m=0.8 kg.计数器由电流表和电路计数元件组成（电流表和电路计数元件的电阻不计），通过电路中电流的变化计数产品，a为激光源，R1为光敏电阻，R2为保护电阻.当激光射向R1时，R1的阻值变小，每
当产品运动通过a与R1之间时，射向R1的光线会被产品挡住，R1阻值变大.闭合开关，电路中计数器中电流的示数I随时间t的变化图像如图乙所示.（g取10 N/kg）
（1）不计空气阻力，求传送带匀速运送产品过程中对每一个产品的作用力大小和方向.（2）求每个产品的边长L1和产品的间隔L2.每个产品对传送带的压强大小.
（3）已知电源电压U=3 V，R2=1 kΩ，求传送带匀速运输产品过程中1 min内光敏电阻R1消耗的电能.。