专题14 中考力热电综合计算题---2021年中考物理14个难点专题高分三步曲(原卷版和解析版)
【内容简介】解决力热电综合计算题一般涉及到的物理公式包括速度公式、密度公式、重力公式、压强公式、浮力公式、机械功和功率、机械效率公式、电功公式、电功率公式、物体吸热放热公式、热值公式、热效率公式等;涉及到的物理规律有二力平衡条件、液体压强规律、阿基米德原理、杠杆平衡条件、欧姆定律、焦耳定律、热平衡方程等。 【例题】(2020贵州黔西南)如图是一款可以设定不同出水温度的电热饮水器原理示意图,R是加热电阻丝,阻值为44Ω,R是热敏电阻,其阻值与温度的关系式为Rt=5+0.5t(式中Rt单位是Ω,t的单位是℃),R0是设定温度的变阻器。控制电路中,电源电压为3V。当电磁维电器线圈中的电流小于等于10mA时,衔铁片会弹起,触点分离,热水器停止加热.[c=4.2×103J/(kg•℃)] (1)如果将水只加热到80℃,闭合开关,则滑动变阻器 阻值要调到多大?(电磁铁线圈电阻忽略不计)(2)容器内装有700mL、初温为20℃的水,将其加热到100℃,用时4min,则该饮水器正常工作时加热效率是多少?【答案】(1) ;(2) 【解析】(1)由题可知,当温度为80℃时,热敏电阻的阻值为 设定温度为80℃,即80℃时,电路中的电流为10mA合0.01A,此时控制电路中的总电阻为 则滑动变阻器的阻值为 即滑动变阻器的阻值要调到255Ω。(2)容器内装有700mL合700cm3,则容器内水的质量为 这些水温度由20℃的水升高到100℃,所吸收的热量为 饮水机的工作电路4min,所消耗的电功为 该饮水器正常工作时加热效率为 【对点练习】如图,甲是电子秤的原理图(图中压力表是用电流表改装的)。已知电源电压为24V,电阻R0=60Ω,压力传感器Rx的阻值随所受压力F变化的图象如图乙,压力传感器表面能承受的最大压力为400N,压杆与压力传感器的接触面积是2×10﹣4m2(取g=10N/kg,托盘和压杆的质量忽略不计)。求: (1)托盘里的物体质量越大,压力传感器的阻值如何变化?(2)当通过压力表电流为0.2A时,压力传感器上方托盘里物体的质量是多少kg?(3)当压力为200N时,通电700s,R0产生的焦耳热能使质量为0.1kg的水温升高多少℃?【答案】(1)2×106(2)40(3)1【解析】本题考查学生对串联电路电流和电阻特点、电功率和压强知识的掌握,同时结合欧姆定律分析实际问题得出正确结论,要学会灵活运用欧姆定律。根据公式p=F/S求出传感器能够承受的最大压强;根据图乙分析压力为200N时,传感器的阻值;根据公式I=U/R计算出通过电路中的电流;由公式P=UI=I2R计算出R0的电功率。(1)称量时,托盘里的物体质量越大,物体的重力越大。因为在水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以压力传感器所受的压力越大,由乙图象可知,压力传感器的阻值越小。所以托盘里的物体质量越大,压力传感器的阻值越小。(2)当通过压力表电流为0.2A时,由I=U/R得电路总电阻为R总=U/I=24V/0.2A=120Ω根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可得:Rx=R总﹣R0=120Ω﹣60Ω=60Ω根据图象可知当Rx=60Ω时,传感器受到的压力为F0=400N由于托盘和压杆的质量忽略不计,设托盘里物体的质量为m,则F0=G=mgm=F0/g=400N/10N/kg=40kg(3)由图甲知,R0与Rx串联,由图乙知,当压力为200N时,由乙图可知压力传感器Rx的阻值是180Ω则通过R0的电流:I0=I= =24V/(180Ω+60Ω)=0.1AR0产生的焦耳热:Q=I02R0t=(0.1A)2×60Ω×700s=420JQ吸=Q根据物体吸热公式Q吸=cm(t-to)得到△t=(t-to)=Q吸/cm=Q/cm=420J/[4.2×103J /(kg•℃)×0.1kg]=1℃【对点练习】如图所示是一种家用蒸汽电熨斗的实物图和铭牌,使用时水箱中的水滴入被加热的底板汽室,迅速汽化产生向下的蒸汽
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