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专题十二 简单机械、功和功率

一、电学计算题:

1、2010年北京市高级中等学校招生考试37.图20所示的电路中,电源两端的电压不变。闭合开关

S,当滑动变阻器接入电路中的电阻为R A时,电压表示

数为6V,电流表示数为I1,电阻R l与滑动变阻器消耗

的电功率之和为P l;当滑动变阻器接入电路中的电阻为

R B时,电压表示数为9V,电流表示数为I2,电阻R1与

滑动变阻器消耗的电功率之和为P2。已知:P l等于P2,

电阻R l与R2之比为1:2。求:

(1)电阻R A与R B的比值;(2)电源两端的电压U。

2、2010年广西河池市初中毕业暨升学统一考试试卷32. 第41届世界博览会于2010年

5月1日至10月31日在我国上海举行,世博会的主题是“城市,让生活更美好”.在场馆和楼房建设工地上,“塔吊”是常见的一种起重设备,如图19所示是“塔吊”的示意图.假设某塔吊配置的电动机铭牌上标有:额定电压380V,额定功率38kW,线圈电阻0.4Ω.在一次吊起重物时,电动机正常工作20s,把重物吊起20m.求:

(1)该电动机在这次吊起重物的过程中消耗的电能.

(2)电动机工作过程中,线圈产生的热量.

(3)在该起重设备中,如果这次吊起重物的机械效率

为80%,则被吊重物的质量为多少t?

3、2010年湖北省荆门市初中毕业生学业考试物理试题19.在一次课外活动中,小华

同学对家里的电磁炉进行了相关的观察和研究,并记录了电磁炉及她家电能表的有关数据,如右表所示。(水的比热容为c= 4.2×103J/(kg·℃)。请你根据小华同学在活动中获得的有关资料,求解在这段时间内:

(1)水所吸收的热量;

(2)电磁炉的实际功率;

观察对象有关记录研究活动

(3)电磁炉烧水的效率。

4、2010年福建省龙岩市中考物理试题33.(7分)电水壶能在较短的时间内提供沸水,

正好与现代人的生活节奏合拍,

是现代家庭中必备的电器。右表 是某品牌电水壶的铭牌。

(1)从安全方面考虑,电水壶的插座应

选用图16中的 ;

(2)该电水壶正常工作时,通过它的电流是多少? (3)该电水壶装满水后正常工作,则将20℃的水加热至沸

腾至少需要多长时间?(不计热量损失,水的比热容是4.2×103

J/( kg ·℃),水的密度是1.0×103

kg /m 3

,外界气压为1标准大气压)

5、2010年安徽省中考物理试卷23.实际的电源都有一定的电阻,如干电池,我们需要用它的电压U 和电阻r两个物理量来描述它。实际计算过程中,可以把它看成是由一个电压为U 、电阻为0的理想电源与一个电阻值为r的电阻串联而成,如图甲所示:

在图乙中R 1= 14Ω , R 2= 9Ω。当只闭合S 1时,电流表读数I 1=0.2A ;当只闭合S 2时,电流表读数I 2=0.3A ,把电源按图甲中的等效方法处理。求电源的电压U 和电阻r。

6、2010年山东省莱芜市中等学校招生考试25.(8分)现有两个电路元件定值电阻R 1和热敏电阻R 2(电阻随温度改变而改变,且对温度很敏感),它们各自的电流与两端电压的关系如图甲所示。将这两个电路元件接入图乙所示的电路中,电源电压为6V 。当电流表读

电磁炉 铭牌

U 额=220V P 额=1kW ①用电磁炉加热一壶水(水的质量m =2kg ,初温t 0=30℃)

②关闭家里其它用电器。只将该电磁炉接入电路烧水,观察到电能表表盘在5min 内转了150r,最后测得水的温度 t =50℃

电能表 铭牌

220V 10(40)A

[来源学+科+网

Z+X+X+K]

50Hz 2000r/kW·h

[来源学

科网]

图16

数为70 mA时,求:(1)定值电阻R1的阻值;(2)通过热敏电阻R2的电流;(3)R2的电阻;(4)电源的总功率。

7、(2010·四川南充)24.设计一个简单的电路,可选用的器材有:直流电源、定值电阻、滑动变阻器、小灯泡、开关和若干导线。要求:电源电压为9V且保持不变,滑动变阻器的滑片无论怎样滑动,都能使标有"5V 5W"字样的小灯泡的实际功率在1.25W~5.0W的范围内变化(不考虑温度对电

阻的影响)。请根据要求:

(1)在右边虚线框内画出你所设计的电路图。

(2)试确定定值电阻的阻值和滑动变阻器的最大阻值。

8、百色市2010年初中毕业暨升学考试物理试卷28.市区某工厂一直以来都使用“220V 40W”的白炽灯做照明路灯。为了响应节能减排的号召,工厂用“220V 8W”的节能灯替换了白炽灯。请问:

(1)替换灯后进行调试时,发现有几盏灯不亮而别的灯正常发光,这些路灯是以什么方式连接?

(2)一盏白炽灯正常发光时,通过它的电流有多大?电阻是多大?

(3)该工厂有100盏照明路灯,平均每天开灯10小时,全部用节能灯替换白炽灯后,一个月(以30天计)可以节约多少kw·h电能?

9、厦门市2010年初中毕业和高中阶段各类学校招生考试物理试卷32.如图是一种太阳能

LED路灯的电路图,光控开关S白天与触点a接触,太阳能电池板为蓄电池充电;晚上与触点b接触,给电路供电,平均每晚路灯工作10h。太阳光照射5h能使规格是“24V 30W”的路灯正常工作3个晚上。求:

(1)路灯正常工作时的电阻;

(2)路灯正常工作时每晚消耗的电能;

(3)若太阳能电池的光电转换效率为18﹪,求电池板吸收太阳能的功率。

10、2010年云南省昭通市中考物理试题25.如下表及图所示,是某电热饮水机说明书的一

些数据和电路原理图,该饮水机有加热和保温两种工作状态(由机内的温控开关S0控制).求:

(1)当开关S闭合,开关S0断开时,饮水机的功率为 w.

(2)R2的阻值.

(3)若正常工作时,该电热器加热的效率为90%,将满热水箱的水从20℃加热到95℃需

要多长时问?(C水=4.2×103J/kg·℃ )

二、力学计算题:

1、2010年北京市高级中等学校招生考试38.图21甲是海洋中学科技小组设计的打捞水中物体的装置示意图。DB是以O点为转轴的水平杠杆,OD的长度为1.6m。水平甲板上的配重E通过细绳竖直拉着杠杆D端,配重E的质量m E为225kg。安装在杠杆DB上的行走装置由支架、动滑轮X、提升电动机、定滑轮K构成,行走装置的质量m为25kg。电动机Q 可以通过定滑轮S和动滑轮X拉动行走装置沿BO水平滑动。固定在提升电动机下的定滑轮K和动滑轮M组成滑轮组Y,当行走装置处于杠杆DB上C点的位置时,提升电动机拉动绳子H端,通过滑轮组Y竖直提升水中的物体A。物体A完全在水中匀速上升的过程中,滑轮组Y的机械效率为η1,甲板对配重E的支持力为N1;物体A全部露出水面匀速竖直上升的过程中,滑轮组Y的机械效率为η2,甲板对配重E的支持力为N2。滑轮组Y提升物体A的过程中,行走装置受到的水平拉力始终为零,杠杆DB在水平位置保持平衡。已知物体A的质量m A为50kg,体积V为20dm3,N1与N2之比为3:2,η1与η2之比为9:10 物体A被打捞出水面后,停留在一定高度,电动机Q开始拉动行走装置。在行走装置以0.05m/s的速度水平匀速移动的过程中,拉力T所做的功随时间变化的图像如图21乙所示,行走装置受到的水平拉力为F。细绳和杠杆的质量、滑轮与轴的摩擦、水对物体的阻力均忽略不计,g取10N/kg。

求:(1)OC的长度; (2)拉力F。

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