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。
1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？【解析】解：
（1）水泵对这些水做功：
W有用＝Gh＝3×106N×36m＝1.08×108J；（2）由η＝W总＝
＝
＝60%得消耗的电能（总功）
＝1.8×108J，
电动机的功率：P＝
＝
＝1×104W。
答：（1）水泵对这些水做了1.08×108J的功；（2）带动水泵的电动机的功率至少为1×104W。
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？【解析】解：
（1）“天鲲号”工作时的总功率：
P＝P1+P2＝6600kW+13400kW＝20000kW＝2×l07W，工作时间t＝10min，所做的总功：W＝Pt＝2×l07W×10×60s＝1.2×l010J；（2）每台破壁机的功率：P0＝UI＝220V×l0A＝2200W，
“天鲲号”绞刀以功率P1＝6600kW工作，相当于破壁机正常工作的台数：
2n＝＝＝3000（台）。
答：（1）共做功1.2×l010J；
（2）相当于3000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？
【解析】解：（1）机器人提升图书速度：v＝＝
＝0.12m/s；
（2）机器人对书的作用力F＝G＝200N，机器人对书做功：
W＝Fs＝200N×0.6m＝120J；
（3）由P＝UI得，机器人的电动机工作电流：I＝＝
≈0.83A；
电动机做功：
3W＝Pt＝40W×5s＝200J。
答：（1）机器人提升图书速度是0.12m/s；（2）机器人对书做功为120J；
（3）机器人的电动机工作电流是0.83A；电动机做功为200J。
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：
（1）对蓄电池充电时，电能转化为原理是
。
能；行驶时，电动机提供动力，其工作
（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。，则车
【解析】解：（1）对电池充电时，消耗了电能，获得了化学能，是将电能转化为化学能。
电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动。（2）充满电需要的时间t＝5h＝1.8×104s，充满电后蓄电池储存的电能：W电＝Pt＝100W×1.8×104s＝1.8×106J。（3）由题意知，克服阻力做的功：W＝ηW电＝75%×1.8×106J＝1.35×106J。人和车的总重力：
G总＝（m车+m人）g＝（50kg+70kg）×10N/kg＝1200N，电动车在水平路面行驶受的阻力：f＝由W＝fs得，电动车行驶的路程：
G总＝
×1200N＝30N，
4s＝＝＝4.5×104m＝45km，
由v＝得，电动车最多能行驶的时间：t＝＝
＝1.8h。
（4）由于物体的质量越大，速度越大，具有的动能越大，因此，新国标对电动车的整车质量、最高速度进行限制，主要是为了防止车的动能较大，以减小行车危险。故答案为：（1）化学；通电线圈在磁场中受力转动；（2）充满电后蓄电池储存的电能为1.8×106J；（3）车最多能行驶1.8小时；（4）动能。
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）
，电压表示数
。（两
【解析】解：
（1）当水位下降时，M所受的浮力减小，弹簧的拉力增大，弹簧的伸长量增大，滑
5
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(解析版)
