专题11 电与力
一、方法指导
该类题型综合多种物理知识点，紧密联系生活实际，立意于新的物理情景，知识跨度大，综合性强，难度高，解题过程中，应结合题中条件，联系对应的物理模型，选择适当的物理知识分析求解。
二、类型解读
通常这种类型的分类是根据力、电和热学之间的结合分类，常见的分类有力热综合(如汽车的运动)、电热综合(如电热器)、电力综合(电动车)等，这种分类方式并不能较全面的概括这种类型的综合题，比如题中出现太阳能、潮汐能等能量形式，学生就不知道如何归类。而且这种分类方式也不能具体指导学生如何解答此类综合题，故本书对初中较复杂的这类综合题做如下分类：
1、基本公式或基本原理的组合。其中包括力学基本公式和原理、电学基本公式、热学基本公式等在某个实际应用的题干中出现，没有相关的联系。
2、能量转化的效率问题。涉及到机械能、电能、热能、太阳能、潮汐能等各种能量相互转化的效率，解题关键是弄清什么能转化成什么能，前者即为总能量，后者为有
??用的能量，基本的效率公式形式是
W有用W总W有用?100%?100%??Q总或。只要能根据能
量转换写出效率公式，然后将力学、电学或热学基本公式代入即可解题。
3、利用图象或表格进行综合。此类问题往往利用图象或者表格数据将力学、电学和热学综合在一起，常常会和电学的动态电路相结合增加试题的难度。学生要能在图象或表格中找到物理量之间的数量关系，并且熟练掌握动态电路分析，才能顺利解决这类问题。
1．（2019?百色）某服务区水泵房每天需要将重为3×106N的水送到36m高的蓄水池里。
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若用电动机带动一台效率为60%的水泵工作5h来完成蓄水工作。问： （1）水泵对这些水做了多少功？
（2）带动水泵的电动机的功率至少为多大？
2．（2019?福建）“国之润，自疏浚始”。新一代国之重器“天鲲号”绞吸挖泥船在河道清淤、湖泊疏浚、吹填造陆等方面发挥着重大作用。
（1）“天鲲号”以功率P1＝6600kW进行绞吸，同时以功率P2＝13400kW向远处输送岩石泥沙，工作时间t＝10min，共做功多少焦？
（2）“天鲲号”绞刀的工作原理与家用破壁机相似。某破壁机的额定电压U＝220V，额定电流I＝10A．“天鲲号”绞刀以功率P1＝6600kW工作，相当于多少台这种破壁机正常工作消耗的总功率？
3．（2019?哈尔滨）随着智能化的普及，机器人在人类的生活中扮演着重要的角色。在图书管理领域机器人可以辅助或替代管理员整理图书，表中所列数据是某新型图书智能管理机器人工作的部分技术参数。
参数
工作电压/V
工作功率/W
最大负重/N
提升重物最大高
度/m
数据
48
40
200
0.6
现在智能机器人以最大负重将图书匀速竖直提升至最大高度，用时5s。则此次提升过程中：
（1）机器人提升图书速度是多少？ （2）机器人对书做功是多少？
（3）机器人的电动机工作电流是多少（结果保留两位小数）？电动机做功是多少？
4．（2019?河南）我国从今年4月15日起，正式实施电动自行车新国标。李强购置了一辆符合新国标的电动车，其整车质量为50kg，最高速度为25km/h。g取10N/kg。试问：
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（1）对蓄电池充电时，电能转化为 能；行驶时，电动机提供动力，其工作原理是 。
（2）当蓄电池的电全部耗完后，若充电功率为100W，充满电需要5h，不计能量损失，则充满电后蓄电池储存的电能为多少？
（3）蓄电池充满电后，其储存电能的75%用于车克服阻力做功，当质量为70kg的李强在水平路面上骑着车，以最高速度匀速电动行驶时，所受阻力为总重的最多能行驶多少小时？
（4）新国标对电动车的整车质量、最高速度都进行了限制，这样做主要是为了防止车的 较大，以减小行车危险。
5．（2019?河南）某款水位自动测控仪的测量原理如图甲所示，电源电压U恒为15V，定值电阻R0＝10Ω，R1为一竖直固定光滑金属棒，总长40cm，阻值为20Ω，其接入电路的阻值与对应棒长成正比。弹簧上端固定，滑片P固定在弹簧下端且与R1接触良好，滑片及弹簧的阻值、重力均不计。圆柱体M通过无伸缩的轻绳挂在弹簧下端，重80N，高60cm，底面积为100cm2．当水位处于最高位置A时，M刚好浸没在水中，此时滑片P恰在R1最上端；当水位降至最低位置B时，M的下表面刚好离开水面。已知弹簧所受拉力F与其伸长量△L的关系如图乙所示。闭合开关S，试问： （1）当水位下降时，金属棒接入电路的长度 ，电压表示数 。（两空均选填“增大”或“减小”）
（2）当水位处于位置A时，电压表的示数为多少？
（3）水位由位置A降至B这一过程，弹簧的长度增加了多少？电压表的示数变化了多少？
（已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
，则车
3
6．（2020?宜昌模拟）新能源电动汽车逐渐在替代传统燃油汽车，电动汽车具有对环境污染小，可节约不可再生能源，效率高等优点。下表是某品牌电动汽车的相关参数（能量密度指每千克电池所存储的能量）。 电池能量密度 电池质量 理论续航里程 200W?h/kg
300kg
400km
（1）电池中存储的是 能，200W?h合多少焦？
（2）如果电能转化为机械能的效率为80%，那么该品牌汽车电动机产生的拉力是多少？
7．（2020?铁东区一模）如图是常见的电动自行车和家用小轿车，电动自行车利用电动机提供动力轿车利用汽油机获得动力。（q汽油＝4.6×107J/kg，ρ汽油＝0.71×103kg/m3）。请回答：
（1）小明骑电动自行车（蓄电池标有“36V 10A?h”）在水平路面上以5m/s的速度匀速行驶时。牵引力是20N，电动机的效率是80%，行驶20min。求通过电动机线圈的电流，（计算结果精确到0.1A）
（2）一辆总质量为2t的家用轿车，以70km/h的速度匀速行驶时所受阻力为车重的0.04倍，其百公里油耗为10L，求该汽车发动机的效率。（g＝10N/kg）
8．（2019?玉林）某物理研究小组设计了一个压力报警装置，工作原理如图甲所示。OBA
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为水平杠杆，OA长100cm，O为支点，OB：BA＝1：4；已知报警器R0的阻值恒为10Ω，压力传感器R固定放置，压力传感器受到的压力F与R的阻值变化的关系如图乙所示。当托盘空载时，闭合开关S，电压表的示数为1V：当托盘所受的压力增大，电压表的示数达到2V时，报警器R0开始发出报警信号。托盘、压杆和杠杆的质量均忽略不计，电压表的量程为0～3V．
求：
（1）电源电压；
（2）当报警器开始报警时，压力传感器受到的压力； （3）当托盘受到的压力为120N时，报警器是否报警；
（4）当电路输出的电功率与电路在安全状态下输出的最大电功率的比值为5：6时，托盘受到的压力。
9．（2019?毕节市）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？
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专题11 电、力、热综合专题计算(一)-备战2020年中考物理必考计算精解精练(原卷版)
