3.(2018·滨州)图甲是一家用电暖器，有“低温”“中温”“高温”三挡，铭牌见下表(“高温”挡功率空出)，图乙为其简化的电路原理图，S是自我保护开关，电暖器跌倒时，S自动断开，切断电源，保证安全，闭合S1为“低温”挡．请完成下列问题：
××牌电暖器 额定电压 低温挡
额定功率 频率
(1)“低温”挡正常工作时的电阻是多少？ (2)“高温”挡正常工作时的总电流是多少？
3
(3)若某房间内空气质量为60 kg，空气温度为10 ℃，设空气的比热容为1.1×10 J/(kg·℃)且保持不变，用该电暖器的“高温”挡正常工作20 min，放出热量的50%被房间内的空气吸收，那么可使此房间的空气温度升高多少？
4．(2018·通辽)图甲是芳芳家某型号电热加湿器的原理图，图丙为其部分技术参数．R1、R2为发热电阻，不考虑温度对电阻的影响，且R2＝3R1，S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现“关”“低挡”“高挡”之间的切换(低挡为小功率加热，高挡为大功率加热)．
中温挡 高温挡 220 V 550 W 1 100 W 50 Hz
额定电压/V 220 400 高挡发热功率/W 最大注水量/kg 3 丙
(1)求加湿器处于低挡位置时的发热功率．
(2)某次使用加湿器工作时，加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量．如图乙所示是该次使用加湿器工作30 min的图象，请计算加湿器在高挡正常工作时消耗的电能．如果电阻R1在此次高挡加热时产生的热量全部被水
3
吸收，可以使注水仓中冷水的温度升高多少？[计算结果保留整数，水的比热容为4.2×10 J/(kg·℃)]
(3)一天，芳芳断开家中其他所有用电器，只接通加湿器在低挡加热，发现家中如图丁所示的电能表的转盘在5 min内转了27圈，求此时电阻R2的实际加热功率是多少？
题型之三 实际应用型电路类(含电力综合、电力热综合)
【力与运动】如图所示，在弹簧末端A点挂一漏斗．弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长(或
缩短)的长度x成正比，即F＝kx(k为常数)，题中弹簧的形变都是弹性形变，k＝100 N/m，不计弹簧本身质量和漏
斗质量．
(1)若物体重力增大10 N，求弹簧变化的长度；
(2)漏斗装满细沙，当漏斗中细沙流出1.5 kg时，求A点上升的距离；
(3)求漏斗中流出细沙的质量m与A点上升的距离h的关系式．(g取10 N/kg，可视为漏斗始终处于平衡状态)
【运动与电】如图，电源电压为6 V，保护电阻R0＝20 Ω，R是长为0.2 m的均匀电阻线，阻值
与其长度成正比，其最大值为20 Ω.
(1)滑片由b点开始向上滑动，若滑片移动的距离为0.15 m时，求电流表的示数； (2)求电流表示数I与滑片P离b点的距离Lb的关系式．
在例1和例2的基础上，将弹簧的A点与滑片P相连接，如图所示．上述给予的条件均不改变．(提示：A点移动的距离与滑片移动的距离存在什么关系)求：电流表的示数I与流出细沙质量m的关系式．
1．(2018·呼和浩特)体感器可以把力学物理量转化成电学信号，然后通过相互之间的函数关系，直接测出力的大小．测量压力大小的压力传感器，工作原理如图所示，其中M、N均为绝缘材料，M、N间有可收缩的导线(电阻大小不计)，弹簧上端和滑动变阻器R2的滑片P固定在一起，电源电压恒为12 V，已知压力F的大小与R2的阻值大小成正比例关系．闭合开关S，压力F0＝0时，滑片P在最上端；压力F1＝1 N时，电流表示数为1 A，电压表示数为3 V，当滑片P滑至最下端时，电压表示数为7.5 V．求：
(1)定值电阻R1的大小；压力F1与R2阻值之比k； (2)当滑片P滑至最下端时，压力F2的大小；
(3)压力F的大小与电压表示数之间的函数关系表达式．
2．(2018·恩施)如图，图a为测量体重的电子秤原理图，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO，压力传感器，电流表A(量程为0～0.1 A，转换刻度后可以显示体重大小)．其中AO∶BO＝5∶1，已知压力传感器的电阻R与所受压力F变化的关系如图b所示．设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，电源电压恒为3 V，g取10 N/kg.计算：
(1)如果某人站在该秤踏板上时，电流表的示数为12 mA，这个人的体重是多少？ (2)该秤能显示的最大体重值是多少？
3.(2018·黄冈)洗碗机是自动清洗碗、筷、盘、碟等餐具的机器．某型号家用洗碗机工作程序为：首先给水箱注水，当水注满时停止注水并自动加热，水温上升到50 ℃即停止加热，洗涤程序启动，水从喷管喷出，对餐具清
3
洗、喷淋，直到洗涤过程结束，排水系统启动，将水箱中的废水排出，水的比热容为4.2×10 J/(kg·℃)，设水
箱中水的初温为20 ℃，加热时产生的热量全部被水吸收．
(1)图甲为等效的加热电路图，R为发热电阻，其中位于水箱上部的两个导电块A、B组成一个开关．此开关除了具有注满水自动加热功能(一般的水是导体)外，还具有当加热过程中意外排水或排水阀没有关好时，________的功能．
(2)图乙为该洗碗机某次正常工作时的P－t图象．求发热电阻的阻值多大？(不计水的电阻) (3)某家庭每天洗碗2次，若人工洗碗一次用水20 kg，则改用该洗碗机洗碗，该家庭一年(按300天计算)可节水多少千克？
4．(2018·武汉)图甲是某种电动出水的电热水瓶的结构剖面图，图乙是它的电路示意图，其中电源板的作用是将220 V的交流电变成低压直流电，供出水电动机和出水定位灯使用．
(1)出水定位灯的作用是方便夜间判断出水的位置，避免烫伤．出水定位灯是由小凸透镜、刻有图案“
”的
透明胶片和小灯泡组成．出水定位灯发光时，会在放置电热水瓶的桌面上留下一个清晰明亮的像，相对于定位灯里透明胶片上的图案“
”，桌面上所成的像是________(填“
”“
”“
”或“
”)，而且这个像是
________(填“放大”“等大”或“缩小”)的．
(2)该电热水瓶的说明书上标注着“12分钟快速沸腾的条件：水温——25 ℃，水量——4 kg，沸腾温度——100 ℃，电压——220 V”．若加热管的电阻为24.2 Ω，则在此快速沸腾的条件下，该电热水瓶的加热效率为多少？
2
(3)已知圆柱形内胆的底面积为250 cm，出水口比最高水位高3 cm.当内胆中装有2 L水时，按住出水开关20 s，出水电动机恰好能抽出1 L的水．若不计出水管的体积和水的流速，则出水电动机的输出功率约为多少？
5.(2018·长沙)如图甲、乙所示，某科技小组自制了一个测量水的深度的装置，它由测量头和控制盒构成，测
2
量头的测量面是一个涂有绝缘漆的底面积为2 cm的压敏电阻R1，R1的电阻随水对它的压力F的变化关系如图丙所示，控制盒内有一个定值电阻R0和一个最大阻值为90 Ω的滑动变阻器R2，电源电压保持不变，通过电路调节，可使控制盒的功率达最大值Pm，科技小组通过控制盒的功率最小值和Pm的比值来标记水的深度，不计导线的电阻，电
33
压表的量程为0～3 V．科技小组在确保电路安全的情况下，进行如下的操作，(ρ水＝1.0×10 kg/m，g取10 N/kg)求：
(1)R1未放入水中时的电阻为多少？
(2)R1未放入水中时，闭合S，断开S1，将R2的滑片移至最上端．此时电压表示数达到最大值，R0的电功率为P0，测量头放到水下深度h1＝10 m时，闭合S，断开S1，将R2的滑片移至某一位置时，R0的电功率为P0′，电路的总功率为P总，R1的电功率为P1.已知P0∶P0′＝9∶4，P总∶P1＝6∶1，此时R0两端的电压为多少？
(3)测量头放到水下深度h2＝3 m时，调节电路，控制盒的最小功率与Pm的比值为多少？
答案
第1讲 力学计算
题型之一 压强、浮力的综合计算
例 (1)p＝＝＝
3
3
FGmgρS1hg333
＝＝ρhg＝0.8×10 kg/m×0.2 m×10 N/kg＝1.6×10 Pa (2)①G＝mg＝ρS1hgS1S1S1S1
3
＝0.8×10 kg/m×120 cm×0.2 m×10 N/kg＝19.2 N ②F浮＝G＝19.2 N ③由F浮＝ρ液gV排得物体排开水的体
F浮19.2 NV排1.92×10－3 m3－33
积：V排＝＝＝1.92×10 m ④h浸＝＝＝0.16 m ⑤p′＝ρ水ghρ液g1.0×103 kg/m3×10 N/kgS1120×10－4 m2
＝1.0×10 kg/m×10 N/kg×16×10 m＝1.6×10 Pa ⑥V注水＝V－V排＝Sh浸－V排＝200×10 m×0.16 m－－33－3333－33
1.92×10 m＝1.28×10 m ⑦G水＝m水g＝ρ水gV注水＝1.0×10 kg/m×10 N/kg×1.28×10 m＝12.8 N
针对训练
2．(1)金属盒受到液体压强与U形管中两边水的压强差相等，即：p金属盒＝p压强计，由p＝ρgh可得：ρ液gh液
浸
3
3
－2
3
－4
2
＝ρ水gh水，所以液体密度：ρ液＝
h水10 cm3333
·ρ水＝×1×10 kg/m＝0.8×10 kg/m (2)由F浮＝ρ液gV排可得：h液12.5 cm
F浮＝0.8×103 kg/m3×10 N/kg×60×10－6 m3＝0.48 N 3.(1)由图乙可知，该物件离开水面后的拉力F2＝2 500 N，
G2 500 N
由于图甲中，滑轮为定滑轮，则物体的重力为G＝F2＝2 500 N，则物体质量：m＝＝＝250 kg (2)由图乙
g10 N/kg
知，物体在水中时所受的拉力F1＝1 250 N 根据称重法可知物件浸没在水中时受到的浮力：F浮＝G－F1＝2 500 N－1 250 N＝1 250 N (3)由图乙知，物件上表面恰好到达水面时，下表面所处的深度为h＝5.5 m－5 m＝0.5 m，
333
则下表面受到水的压强：p＝ρgh＝1×10 kg/m×10 N/kg×0.5 m＝5×10 Pa 4.(1)木块排开水的体积为：V排＝
V浸＝V木＝×(0.1 m)3＝6×10－4 m3 图甲中木块所受的浮力为：F浮1＝ρ水gV排＝1×103 kg/m3×10 N/kg×6×10
－4
3535
m＝6 N (2)由(1)知木块重力G木＝F浮1＝6 N ∵在图乙中，物体漂浮在液面上，∴物体所受的浮力等于物体的
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