初中物理中考力电综合

(2)4500 m
(3)1×105 Pa
专题12┃ 力电综合
自主训练
1． 家住四楼的小明用电动机、定滑轮和轻绳提升装 修材料，材料的质量为 100 kg(g 取 10 N/kg)。 改变施力方向 。 (1)使用定滑轮是为了______________ (2)材料放在水平地面上，与地面的接触面积为 0.5 m2，此时轻绳无拉力，求材料对地面的压强。 (3)开启电动机，电动机实际消耗的电功率为 1500 W， 通过轻绳用时 10 s 将材料从地面提升到 9 m 高的四 楼，求该过程中电动机消耗的电能和材料的平均速度。 (4)材料离开地面后匀速上升了 6 m， 求该过程中轻绳对材 料所做的功。
[答案] (2)2000 Pa
(3)1.5×104 J
0.9 m/s
(4)6000 J
专题12┃ 力电综合
2．[2013· 达州] 如图 Z12－4 所示是一种自动测定油箱内油面高度 的装置，R 是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，且受 定位挡板限制只能在电阻上滑动。当油面在 A 处时，滑动变阻 器的滑片恰好在最下端；当油面在 B 处时，滑动变阻器的滑片 在最上端。 从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度， 可以 知道油箱内油面的高度。现已知油的密度 ρ＝0.8×103 kg/m3， 电源电压是 6 V，定值电阻 R′的阻值是 12 Ω 。
整车装备质量 电动机额定功率 额定工作电压 最高时速 680 kg 3 kW 48 V 30 km/h
专题12┃ 力电综合
(1)电动机消耗了多少电能？ (2)巡逻车通过了多少路程？ (3)若轮胎与地面的总接触面积是 8×10－2 m2， 巡逻车静 止时，人和车对地面的压强是多大？
[答案] (1)1.8×106 J
专题12┃ 力电综合
4．目前很多城市已经使用了风光互补路灯系统(如图 Z12－ 6 所示)，它具备了风能和太阳能产品的双重优点：该系 统既可以通过太阳能电池组独立发电并储存在蓄电池 内，也可以 通过风力发电机独立发电并储存在蓄电池 内；在风、光都具备时可以同时发电。某种型号的风光 互补路灯技术参数如下：
[答案] (2)2.8×103 Pa 28 N (3)20 Ω (4)0.1 A
专题12┃ 力电综合
6． 某同学设计了一个利用如图 Z12－8 甲所示的电路来测量海 水的深度，其中 R1＝2 Ω ，是一个定值电阻，R2 是一个压 敏电阻，它的阻值随所受压力 F 的变化关系如图乙所示， 电源电压保持 6 V 不变。将此压敏电阻用绝缘薄膜包好后 放在一个硬质形绝缘盒中，放入海水中保持受力面水平， 且只有一个面积为 0.12 m2 的面承受海水压力。设海水的密 度ρ 海水＝1.0×103 kg/m3，g 取 10 N/kg。求：
专题12┃ 力电综合
风力发 风力发 风力发 电额定 电额定 电机启 功率 风速 动风速 260 W 8 m/s 3 m/s
路灯 额定 电压 24 V
路灯 太阳能电 额定 池板平均 功率 输出功率 60 W 100 W
(1)假设路灯每晚工作 10 h，求路灯正常工作时的电流和每晚消 耗的电能。 (2)如果太阳光照射到地面时的辐射功率为 800 J/(s· m2)(1 s 辐射 在 1 m2 上的光能为 800 J)，若太阳能电池板的面积为 1.25 m2， 则太阳能电池光电转换效率为多大？
专题12┃ 力电综合
(1)当增加吊盘中物体质量时， 电流表示数有无变化？说明 理由。 (2)当电压表示数为 9 V 时，吊盘中物体的质量为多少千 克？滑动变阻器的最大阻值为多少欧姆？ (3)当电压表示数每增加 0.3 V 时，物体的质量增加了多少 千克？
[答案] (1)电流表示数不变，当增加吊盘中物体的质 量时，滑片向下移动，但滑动变阻器接入电路的电阻 不变，所以电路中的电流也不发生变化。 (2)6 kg 30 Ω (3)0.2 kg
[答案] (1)1.6 N
(2)0.5 A
专题12┃ 力电综合
3．如图 Z12－5 甲所示是某研究性学习小组自制的电子秤原理图， 它利用电压表的示数来指示物体的质量。吊盘、弹簧下端和滑 动变阻器滑片固定在一起，吊盘和弹簧的质量不计， OA 间是 可伸缩的导线，当吊盘中没有放物体时，滑片在滑动变阻器最 上端 a 处，电压表示数为零。已知电阻 R0＝10 Ω ，电源电压 U1 为 12 V，电压表的量程为 0～9 V，已知电压表示数 U2 和放 在吊盘中物体的质量 m 成正比，其函数图象如图乙所示。当滑 动变阻器的滑片滑动到最下端 b 处时，电压表示数为 9 V。(不 计摩擦，弹簧始终在弹性限度内)求：
[答案] (1)2.5 A 2.16×106 J (2)10% (3)1.6 kW·h (4)406.25 kW· h
专题12┃ 力电综合
5． [2012· 株洲] 某型号油量表的工作原理如图 Z12－7 甲所 示，电源电压为 24 V，R0 为定值电阻，A 为油量表(实际 上是量程为 0～0.6 A 的电流表)，R1 为压敏电阻，其阻值 随所受压力 F 变化的图象如图乙所示，它的上表面面积 为 0.01 m2。油箱是长方体，装满油时深度 h 为 0.4 m。
专题12┃ 力电综合
[针对训练]ຫໍສະໝຸດ Baidu
如图 Z12－2 所示是某型号的电动巡逻车，其主要技术 参数如下表所示。已知该电动巡逻车在水平路面上匀速行驶 时所受的阻力为人车总重的 0.04 倍，电动机能把 80%的电 能用来牵引巡逻车克服阻力做功。 总质量为 120 kg 的两名巡 警乘坐该车， 在水平路面上以额定功率匀速行驶 10 min。 求： (g 取 10N/kg)
专题12┃ 力电综合
(1)若浮标有 2×10－4 m3 的体积浸入油中， 则油对它的浮力是多大？ (g 取 10 N/kg) (2)当油面处在 A 处时，电流表的示数为多少？ (3)已知电流增大时，电流表的指针向右偏转，则________ 。 C A．油面下降时，电流表指针向右偏转 B．油量表零刻度线一定与电流表原零刻度线相重合 C．油量表的刻度值从左往右是逐渐增大的 D．油箱内的油越少，流过电流表的电流越大
专题诠释
一、 考点分析： 力电综合和力热综合有很多相似的地方。 力学和电学知识在一道题目中进行考查时， 多以电动汽车、 电 动自行车等电动机为载体， 考查与其相关的效率问题、 消耗电 能的问题、压强、功、功率问题等。 二、难点突破： 电动机将电能转化为机械能，所以在电 动机的效率问题中， 总能量是消耗的电能， 有用的能量是机械 W机 能，即使车前进的动力做的功，所以电动机的效率 η＝ ＝ W电 P机t 。 P电t
专题12┃ 力电综合
专题12┃ 力电综合
典例分析
例题 电动自行车以其环保、快捷、轻便 的优势成为家庭常用的交通工具。如图 Z12－1 所示的这辆电动车自身重量为 600 N，两个车 轮与地面的总接触面积为 200 cm2，车胎能承 受的最大压强为 2×105 Pa。则： (1)该车的最大载重量是多大？ (2)该车每次充电能储存电能 3×106 J，电 能转化为机械能的效率为 80%。若车以某一速度匀速行驶，受 到的阻力是 40 N，求该车充一次电后，最多能跑多远？
专题12┃ 力电综合
[答案] (1)3.4×103 N (2)6×104 m [解析] (1)根据车胎能承受的最大压强和车轮与地面的 总接触面积可以求出车胎能承受的最大压力， 减去车身的自 重就是该车的最大载重量。 计算过程如下： 该车车胎能承受 － 的最大压力： F＝pS＝2×105 Pa×200×10 4 m2＝4×103 N， 该车的最大载重量：G＝4×103 N－600 N＝3.4×103 N。 (2)充电储存的电能是总能量，根据效率可以求出转化 的机械能，由此可以求出距离。计算过程如下：电能转化为 的机械能：W 机＝ηW 电＝3×106 J×80%＝2.4×106 J，车 6 W 2.4×10 J 充一次电后， 最多能跑的距离为 s＝ f ＝ ＝6×104 m。 40 N
专题12┃ 力电综合
减小 ； (1)由图乙可知：压敏电阻 R1 随压力 F 的增大而________ 220 Ω 。 当油箱中的汽油用完时，R1 的电阻为________ (2)油箱装满汽油时压敏电阻上表面受到的压强和压力分别 为多大？(g 取 10 N/kg，ρ 汽油＝0.7×103 kg/m3) (3)油箱装满汽油时，油量表示数为最大值(即电流表满偏)， 求 R0 的阻值。 (4)当油箱中的汽油用完时，电路中的电流为多少？
专题12┃ 力电综合
(3)在平均风速为 8 m/s 的晚上， 风力发电机除了保障路灯正常 工作外，同时还给蓄电池充电。如果风力发电机一晚上工作时 间为 8 h，则在这段时间内蓄电池储存电能是多少千瓦时？ (4)已知风力发电机的输出电功率 P 与风速 v 的平方成正比。我 市沿海风速不低于 5 m/s 的时间每年不少于 4000 h，试估算这 台风光互补路灯系统利用风能的最小年发电量是多少千瓦时？