力电热综合题.docx
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力电热综合题.docx
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力电热综合题
第二部分力热综合
1.(14大庆)某一质量为0.05g的雨滴匀速下落,速度为7m/s,匀速下落距离为700m,g=10N/kg,假设雨滴在下落过程中质量保持不变.
(1)求这段匀速下落过程中重力对雨滴所做的功;
(2)求这段匀速下落过程中重力的功率;
(3)已知c水=4.2×103J/(kg•℃),匀速下落过程中雨滴克服阻力所做的功42%转化为雨滴的内能,求这部分内能使雨滴温度升高多少?
4.(14江西)莲莲家的汽车尾部上标有“2.0T”的字样,其中“T”就是“涡轮增压”,是利用高温、高压的废气去冲击“废气涡轮”高速旋转,来带动同轴的“进气涡轮”也高速旋转,从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压,使汽油燃烧更充分,燃气压强更大,同时也减少了废气中的有害物质,达到提高发动机效率和减少废气污染的目的.这辆汽车的最低油耗可达0.2kg/(kW•h),已知汽油的热值为4.6×107J/kg.(温馨提示:
最低油耗是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量;0.2kg/(kW•h)表示获得1kW•h能量消耗0.2kg汽油).
求:
(1)0.2kg的汽油完全燃烧时放出的热量为多少?
(2)该汽车发动机的效率最高可达多少?
(结果保留整数)
5.(13锦州)小洁家购买某型号的四轮汽车的质量为1.8t,每个轮子
与地面的接触面积为20cm2.假期全家开车去某地旅游,下车时观察里程表确定汽车行驶225km,所用时间是2.5h,消耗汽油20L(假设汽油完全燃烧),汽车发动机在这段时间内的功率为20kW.求:
(1)汽车静止时对路面的压强.
(2)汽车行驶的平均速度是多少?
(3)汽车行驶过程的牵引力是多大?
(4)汽车发动机的效率是多少?
(已知ρ汽油=0.8×103kg/m3,q汽油=4.5×107J/kg,g=10N/kg)
6. (14桂林)桂林着力打造广西风电基地,预计到“十二五”期末,全市建成的风电装机容量达到100万千瓦。
如图,风力发电——即是风轮机叶片不断受到风力的推动而转动,继而带动发电机工作输出电能。
若风力发电机,每片风叶质量为6t,长为40m。
下表给出了1kg空气在不同风速下速度(ν)与动能(E)的关系:
(空气密度取1.2kg/m3)
动能E(J)
10
20
30
40
50
风速v(m/s)
2
4
6
8
10
(1)当风速为6m/s时,每千克空气具有的动能是多少焦耳?
(2)如果一台这样的风力发电机平均每秒可以输出1.2×105J的电能,则1000台这样的风力发电机,一年获得的电能相当于完全燃烧多少千克的煤产生的能量?
(一年工作时间按3000h计算,煤的热值为3×107J/kg)
(3)当风速为10m/s时,若风力发电机
风轮正面迎风,这台发电机每秒钟能对外提供3.8×105J的电能,则它将风能转化为电能的效率是多少?
第三部分电力综合题
1.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共同以v=1m/s的速度匀速前进,产品的质量m=0.8kg。
计数器由电流表和电路计数元件组成(电流表和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的变化图象如图乙所示。
(g取10N/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=3V,R2=1kΩ,求传送带运输产品过程中1min内光敏电阻R1消耗的电能。
2.(14福州)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位,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3V不变.提示器的电阻R0恒为50欧姆,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,问:
载盘台所载质量m/g
100
110
120
130
140
150
160
…
传感器R1/Ω
100
90
80
70
60
50
40
…
(1)根据表中数据,当载盘台所载质量是100g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5s,电流通过R1产生的热量是多少?
(3)当电路中的电流达到0.03A时,提示器会发出提示音,若空餐盘质量为100g,此时盘内剩余食物的质量是多少?
3.(14杭州)如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0~3V,a、b是一根长为6cm的均匀电阻丝,阻值R1=30Ω,电源电压U=6V。
(1)要保证电压表能正常工作,电路中R0至少应为 。
(2)当拉环不受拉力时,滑片P处于a端,闭合开关后电压表的读数为_V。
(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=45Ω,通过计算说明,开关S闭合后,当电压表指针指在0.8V处,作用在拉环上水平向右的拉力为多大?
此拉力器的量程为多少?
4.(14莆田)某玻璃厂要研发一款新型玻璃,要求每平方米能承受5×105N的撞击力.测试时,取一小块玻璃样品(质量可不计),平放在如图甲所示电路中的压力传感器上,闭合开关S,释放重物,经撞击后玻璃仍完好无损,电流表的示数随时间变化的图象如图乙所示(不考虑t0时刻之后的情况).已知压力传感器的阻值RN随压力F变化的图象如图丙所示;玻璃受到最大撞击力时与重物的接触面积S0=1×10--3m2;电源电压U=36V,定值电阻R0=20Ω.则:
(1)从重物开始下落到撞击玻璃样品前这段时间内,电阻R0两端的电压是多少?
(2)玻璃样品受到的最大撞击力多大?
(3)请通过计算说明该样品是否满足设计要求?
5.(14丹东)小明买了一辆电动自行车,该车电动机的工作电压为32V,电能转化为机械能的效率为75%,车轮与地面接触的总面积为40cm2。
小明骑电动自行车在水平公路上以6m/s的速度匀速直线行驶了10min,牵引力为20N,人和车的总质量为100kg,在此过程中:
(1)电动自行车对水平地面的压强是多少?
(2)电动自行车通过的路程是多少?
牵引力做功为多少?
(3)电动自行车匀速行驶时,电动机的工作电流为多少?
6.(14梅州)某兴趣小组制作了一个测量质量的电子秤,其原理如图甲所示,它主要四部分构成:
托板、压力杠杆OAB、压敏电阻R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)和显示重力大小的仪表A(实质是量程为0﹣0.6A的电流表).其中OA长5cm,AB长20cm,电源电压恒为9V.压敏电阻R的阻值与所受压力的关系如图乙所示(托板和杠杆组件的质量可以忽略不计,g取10N/kg).求:
(1)托板上放某一重物时,电流表示数为0.2A,电子秤在1min内消耗的电能:
(2)托板上没有放置物体时,电路中的电流;
(3)为保护电流表不被损坏,电子秤能测量的最大质量.
21.(6分)阅读下面的短文,回答问题
双触点干簧管
双触点干簧管是一种磁控开关,结构如题21-1图所示,其外壳是一只密封的玻璃管,管内充有某种惰性气体,并装有A、B和C三块簧片,其中B和C是用铁或镍等材料制成,A是用铜或铝等非磁性材料制成,A的端点与C的端点是固定端点,B的端点是自由端点,正常时B的端点在自身弹力作用下与A的端点接触,当绕在干簧管上的线圈通电时,如题21-2图所示,B的端点与C的端点分别被磁化而相互吸引,当吸引力大于B的弹力时,B与A的端点分开,并与C的端点接触。
而当B与C的吸引力减小到一定程度时,B在弹力的作用下与C的端点分开,重新恢复与A的端点接触。
请问答下列问题:
⑴在题21-2图中,若要使螺线管的左端为N极,则电源左端是极。
⑵簧片A、B和C所对应的材料可能是。
(填写序号)
①铁、铁、铜②铜、铝、铁③铜、铁、铁④镍、铁、铝
⑶当B的端点与C的端点接触时,簧片B具有势能。
⑷如题21-3图所示,请将电路连接完整,要求闭合开关后,红灯先通电,然后绿灯与红灯能交替通电。
23.(6分)题23-1图是一种光控电路,它主要由工作电路和控制电路两部分组成。
工作电路由工作电源U1、发热电阻R1和R2等组成;控制电路由光敏电阻R、磁控开关L、定值电阻R0、电源U2等组成。
当磁控开关L线圈中的电流等于或大于15mA时,磁控开关的磁性簧片相互吸合(簧片电阻忽略不计);当L线圈中的电流小于15mA时,簧片断开。
已知U1=24V,R1=10Ω,R2=20Ω,光敏电阻R的阻值随照射在它上面的光强E(表示光照射强弱的物理量,单位是坎德拉,符号是cd)变化的关系如题23-2图所示。
当开关S闭合时,则:
⑴当L线圈中的电流小于15mA时,工作电路的总电阻R决=Ω。
⑵当L线圈中的电等于25mA时,工作电路中通过R1的电流I1=A
⑶若控制电路中R0=94Ω、U2=1.5A(线圈阻值忽略不计),当照射到光敏电阻的光强达到某一个值时,磁控开关L的磁性簧片恰好吸合,此时光照强度E=cd。
若10s后开关S断开,且断开时间也为10s,则前后两段时间电阻R1所产生的热量变化了J。
第四部分电热综合题
额定电压
220V
额定功率
1210W
最大容量
1L
1如表为现在家庭、宾馆常用的无线电水壶(一种在倒水时导线脱离,用电加热的方便水壶)的铭牌,某同学用这种电水壶烧开水,他将水放至最大容量,测得水的初温是20℃通电5分50秒,水烧开(在一个标准大气压下),试通过计算,回答下列问题:
(1)算一算此电水壶正常工作时的电流;
(2)该电水壶正常工作时电热丝的电阻多大?
(3)水从20℃烧开所吸收的热量是多少?
(水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃))
(4)现测得电源电压为210伏,算一算此电水壶工作的效率.
型号
XB-6991
额定电压
220V
发热管功率
600W
频率
50Hz
加热
底盘加热
3.(14云南)如图1是小明同学家购买的微电脑控制电茶壶,具有自动抽水、煮水、显示水温、控温等功能.使用十分方便.据查,该产品额定电压为220V,额定总功率为1210W,煮水时功率1200W,茶壶容量1.
0L,水的比热容c水=4.2×103J(kg•℃).
(1)将550ml的纯净水从桶中提升0.6m,求电动机对水所做的功.
(2)利用“煮水档”将550ml的水加热4min的实验数据如表,请计算0﹣3min的能量损失.
时间/min
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
温度/℃
20
21
33
49
66
82
95
95
95
(3)根据表中数据在图2中做出水被加热的“温度﹣时间”图象,并分析0﹣0.5min温度上升缓慢的主要原因.
4.(14永州)我国是一个水资源匮乏的国家爱动脑筋的小何同学,为了节约用水设计了一个储水箱放在他家洗衣机底部,用来储存洗衣机废水,冲洗便盆.
(1)根据有关技术参数,求洗衣机洗涤时的正常工作电流是多少?
(2)为合理利用空间,他根据卫生间的空间和洗衣机底面积的大小,确定储水箱的长和宽分别为1.0m、0.5m.假设要求储水
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