知识综合计算27

1、知识综合计算题1.（2013扬州）如表是小明家电热水壶的铭牌求：（1）电热水壶的电阻（2）将1kg水从20加热到100，水吸收的热量（3）要放出这些热量，电热水壶正常工作的时间不计热量损失，c水=4.2×103J/（kg）产品型号 EL-8952额定功率 220V频    率 50HZ额定功率 1000W容    量 1.0L【解析】本题是一道电学与热学的综合应用题，考查了电功、电功率的计算以及热量的计算。答案：（1）电热水壶的电阻为48.4；（2）水吸收

2、的热量为3.36×105J；（3）要放出这些热量，电热水壶正常工作336s2.（2013邵阳）家住偏远山村的李芳同学家境贫寒今年开学初收到了爱心志愿者送来的礼物，其中有一个电暖手袋李芳同学在查看说明书时，发现其主要参数如图所示设环境温度为15当给电暖手袋正常通电时，则：（1）通过电暖手袋的电流是多少？（2）袋中液体温度升高到65时需吸收多少热量？已知液体比热容为4.2×103J/（kg）（3）如图电流产生的热全部被袋中液体吸收，电暖手袋在额定电压下通电5min，能否达到它的自动断开温度？【解析】本题考查了电功率公式、吸热公式的灵活应用，关键是知道用电器正常工作时的功率和额定

3、功率相等（1）给电暖手袋正常通电时的功率为550W，电压为220V，根据P=UI可得，通过电暖手袋的电流：（2）袋中液体温度升高到65时需吸收的热量：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg）×1kg×（65-15）=2.1×105J；（3）下通电5min液体吸收的热量：Q吸=W=Pt=550W×5×60s=1.65×105J，液体达到的最高温度：答案：（1）通过电暖手袋的电流是2.5A；（2）袋中液体温度升高到65时需吸收2.1×105J的热量；（3）如图电流产生的热全部被袋中液体吸收，电暖手袋在额定电压

4、下通电5min，不能达到它的自动断开温度3.（2013内江）随着社会的进步，人们生活水平不断提高，电冰箱已成为现代家庭不可或缺的家用电器，右表是小明家某品牌电冰箱的铭牌周末小明全家到外婆家看望外婆，他们从星期六上午10：00出门到星期天上午10：00回家的这一天中，他家的用电器只有电冰箱工作（正常且自动间歇），且他们出门和回家时电能表前、后两次的示数如图所示，则：型号ABC66额定电压220V额定功率110W（1）该电冰箱正常工作时的电流是多少？（2）电冰箱在这一天中实际停机的时间是多少小时？（计算结果保留一位小数）（3）电冰箱主要工作部件是压缩机（压缩机实际是一个电动机），电冰箱正常工作时压

5、缩机将电能转化为机械能和内能，如果压缩机线圈的电阻是8，那么电冰箱正常工作时压缩机的机械功率是多少瓦？【解析】本题考查了电能表的读数、电流计算、电动机热功率、机械功率、电冰箱的工作时间的计算。答案：（1）该电冰箱正常工作时的电流是0.5A（2）电冰箱在这一天中实际停机的时间是15.8h（3）电冰箱正常工作时压缩机的机械功率是108W4.（2013哈尔滨）汽车给我们的生活提供了便利，某汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶30km消耗了汽油2kg（1）请计算2kg汽油完全燃烧，放出的热量（q汽油=4.6×107J/kg）（2）已知车以72km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率为1

6、2kW，求汽车受到的阻力（3）查阅资料可知：汽油机效率最高约为40%；某型号电动机的额定电压为220V，额定电流为10A，正常工作1min所做有用功是1.056×105J，求这台电动机的效率再具体说一说与汽油机相比电动机的优势（结合题中信息和生活经验各写一条）【解析】本题考查了热量的计算，功率的计算以及热机效率的理解。答案：（1）请计算2kg汽油完全燃烧，放出的热量是9.2×107J（2）汽车受到的阻力为600N（3）电动机的效率为80%；优点：节能、环保5.（2013威海）如图甲为某型号汽车的自动测定油箱内油量的电路原理图，其中电源两端的电压为24V，R0为定值电阻，A为

7、油量指示表（一只量程为00.6A的电流表）；Rx为压敏电阻（厚度不计），它的上表面受力面积为10cm2，其阻值与所受压力的对应关系如图乙所示油箱的横截面积为20dm2，油箱加满汽油时深度为0.4m，油量指示表的示数在最大值处（已知：汽油的密度=0.7×103kg/m3，g取10N/kg，汽油的热值q=3.0×1010J/m3）请解答下列问题：（1）当油箱装满汽油时，压敏电阻Rx上表面受到的压力是多大？（2）当油箱装满汽油时，定值电阻R0的阻值是多大？当油箱内汽油用完时，油量指示表的指针指向某一位置，求此位置所对应的电流值是多少？（3）当该车匀速行驶1h消耗10L（1L=1d

8、m3）汽油时，汽油完全燃烧放出的热量有30%转化成汽车的有用功，则汽车在这段时间的功率是多少？【解析】本题考查功率的计算，压强的大小及其计算和欧姆定律的应用。答案：（1）当油箱装满汽油时，压敏电阻Rx上表面受到的压力2.8N（2）当油箱装满汽油时，定值电阻R0的阻值是10；当油箱内汽油用完时，油量指示表的指针指向某一位置，求此位置所对应的电流值是0.08A；（3）当该车匀速行驶1h消耗10L（1L=1dm3）汽油时，汽油完全燃烧放出的热量有30%转化成汽车的有用功，则汽车在这段时间的功率是25000W6.（2013佛山）刘爽对风力发电进行研究，了解到当风速在v2和v4之间，风车可以带动发电机发

9、电，某段时间内甲、乙、丙、丁四个风力发电站风速与时间关系如图所示（1）根据图象请判断该段时间内哪个风力发电站效能最大？（2）如图所示为风力发电机的控制电路，只有发电机与风车离合器有电流通过时，风车才能带动发电机发电，当风速分别为v1、v2、v3、v4时，档风板带动金属滑片P分别和下金属导轨及AE滑道上的A、B、C、D点接触，判断AE滑道哪段导电并简单说明理由？完成下列控制电路图（3）丙发电站有N台风车，每台风车车叶转动时可形成半径为r的圆面，当风速在v2和v4之间时，风车每平方米叶片在t0时间内接收到的风能为w0，如果风车能将10%的风能转变为电能，求：每台发电机平均功率p0；发电站在0t4时

10、间内总发电量W【解析】本题考查功率及电功率的计算和分析图像的能力。（1）由各图象可知，丙图象中风速在v2和v4之间时间最长，则丙的风力发电站效能最大（2）风速在v2和v4之间发电，当风速分别为v2、v4时，P分别B、D点接触，此时发电，因此BD间导电把电源、离合器、滑动变阻器、导轨组成串联电路，电路图如图所示答案：（1）丙风力发电站效能最大（2）AE滑道BD导电，因为在此段由电流流过离合器电路图如图所示7.（2013台州）重力灯是英国的里弗斯设计的一款概念环保灯，如图所示设计师为这款灯找到了“可再生能源”，它就是通过一定的装置将重力势能转化为电能已知重物质量为20千克，每次被举高2米，LED灯

11、的额定功率为1瓦（g取10牛/千克）（1）重物每被举高一次，人至少对重物做多少焦的功？（2）重物重力做的功有50%转化为电能，每举高一次重物能使该灯正常照明多长时间？【解析】本题考查功的计算、电功率与电能、时间的关系。（1）重物的重力为：G=mg=20kg×10N/kg=200N，W=FS人对重物做的功：W=FS=Gh=200N×2m=400J；答案：（1）重物每被举高一次，人至少对重物做400的功；（2）每举高一次重物能使该灯正常照明200s8. （2013重庆）随着科学习技术的发展，电动自行车已成为大众化的一种交通工具，小周和他爸爸在一段平直公路上对家里的电动自行车进行

12、了测试，若电动自行车在行驶过程中消耗的电能有75%转化成机械能，电动机的额定功率是240W，正常工作时电流为5A，求（1）电动机正常工作时电压是多少？（2）小周骑着电动自行车测试时，电动自行车以额定功率在平直公路上行驶，获得了速度V随时间t变化的关系图象，如图所示，此过程中电动自行车的牵引力是多大？（3）若测试中电动自行车一直以额定功率行驶，小周骑着电动自行车匀速经过一段平直公路需要1min，小周的爸爸骑车时受到的阻力是小周骑车时的1.2倍，小周的爸爸骑车匀速经过同一路段需要多少时间？【解析】本题考查了电功率变形公式、能量转换效率、功率计算公式及二力平衡条件的应用。答案：（1）电动机正常工作时

13、电压是48V；（2）电动机的牵引力为30N；（3）小周的爸爸骑车匀速经过同一路段需要72s9. （2013黔东南州）小明同学家里新买了一台电热饮水机，该电热饮水机有加热和保温两种功能，铭牌的部分参数如下表所示经分析得知，当开关S闭合时，饮水机处于加热状态；S断开时，饮水机处于保温状态，其工作电路图如图所示为了测定其加热时的实际功率，小明断开家中其它所有的用电器，只将饮水机接入电路中，闭合开关S，测得热水箱中初温为20的水烧开，共用了7.5min（在标准大气压下），同时观察到家中标有“1200r/kWh”电能表转盘转过120转根据以上信息求：（1）热水箱中的水从20烧开所吸收的热量已知c=4.2

14、×103J/（kg）（2）饮水机加热时的实际电功率（3）饮水机加热过程中的热效率【解析】本题考查了密度公式、吸热公式、电功公式、效率公式的应用。（1）根据=可得，水箱中水的质量：m=V=1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1kg，标准大气压下水的沸点是100，烧开所吸收的热量：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103 J/（kg）×1kg×（100-20）=3.36×105J；（2）每消耗1kWh的电能，电能表的转盘就转过1200r，电能表的转盘转过120r消耗的电能为：答案：（1）热水箱中的水从2

15、0烧开所吸收的热量为3.36×105J；（2）饮水机加热时的实际电功率为800W；（3）饮水机加热过程中的热效率约为93.3%10. （2013武汉）图是八浮子（编号为1-8）波浪发电机的俯视图当浮子随着海面波浪向上浮动时，会通过传动装置带动发电机发电已知每个浮子的重力为20N，体积为0.016m3，若它在水中上浮带动发电机发电时，露出水面的体积为0.004m3，则：（1）每个浮子上浮带动发电机发电时，受到的浮力是多少牛？（2）当海浪的波高为3m、起伏周期为6s时，假设浮子沿竖直方向运动，平均每秒每个浮子带动发电机发电时匀速上浮的高度为0.8m，传动装置和发电机的总效率为30%，求：每个浮子对与之相连的硬杆产生的竖直向上的推力是多少牛？波浪发电机的输出功率是多少瓦？【解析】本题考查浮力的大小及其计算、功的计算、功率的计算。（11）F浮=水gV排=1.0×103kg/m3