1、微专题五 电学计算 第五节 力电综合类计算 玩转重庆玩转重庆10年中考真题年中考真题 1(2016重庆A卷20题8分)小杜家有一台浮管式水力发电机,它可以利用流水资 源实现24小时全天候发电图甲是发电机在流水中的工作示意图,在水深1 m、 水面宽1 m、横截面为矩形的沟渠中发电机的输出功率和水流速度的关系如图乙 所示求: 第1题图 (1)当水流速度为1.5 m/s时,24 h可以发电多少千瓦时? (2)发电机对家里“220 V 800 W”的电饭锅供电,实测家中电压约为额定电压的 0.9倍,电饭锅煮饭时的实际功率约为多少瓦? (3)水力发电利用了大量流水资源,当水流速度为1.5 m/s时,1
2、h通过沟渠横截面 的水是多少吨? 解:(1)从题图乙可知,当水流速为1.5 m/s时,发电机的输出功率为500 W 工作24 h发电量WPt0.5 kW24 h12 kW h (2)电饭锅煮饭的实际功率:P实 P额(0.9)2800 W648 W (3)当水流速度为1.5 m/s时,1 h通过沟渠横截面的水的体积是 VSvt1 m21.5 m/s3 600 s5 400 m3 水的质量:mV1103 kg/m35 400 m35.4106 kg5.4103 t 2 2 U U 实 额 2(2016重庆B卷20题8分)物理兴趣小组设计了一个便携式水深测量仪它主 要是由探头A和控制盒B构成,它们之
3、间用有绝缘皮的细导线相连形成回路, 如图甲所示其中探头A是一个底面积为10 cm2、高5 cm、重2.5 N 的圆柱体, 探头A的底部为压敏电阻R(R与水接触的表面涂有绝缘漆),工作时底部始终与 水平面相平,压敏电阻R随表面压力大小的变化如图乙所示A和B间的电路连 接关系如图丙所示,其中电源 电压恒为3 V,电流表盘改装 成深度表(导线的重力与体积 均不计)兴趣小组的同学将 探头A缓慢放入水中(g取10 N/kg),求: 第2题图 (1)探头A有 体积浸入水中时,R底部受到水的压强是多少Pa? (2)探头A全部浸入水中时,导线对探头A的拉力是多少N? (3)将探头投入看似不深的水平池底,静止时
4、(R与池底未紧密结合)导线已松弛, 电流表示数是0.4 A,则表盘0.4 A处应该标水的深度值为多少m? 1 2 解:(1)A浸入一半在水中时,R底部受到水的压强 p水gh1103 kg/m310 N/kg2.5102 m250 Pa (2)A全部浸入水中时所受浮力: F浮水gV1103 kg/m310 N/kg10104 m25102 m0.5 N 导线对A的拉力:F拉GF浮2.5 N0.5 N2 N (3)电流为0.4 A时,R 7.5 ,由图乙可知F压敏75 N 容器底部对A的支持力:F AGF浮2.5 N0.5 N2 N 水对A底部的压力:F水压F压敏F A75 N2 N73 N 水对
5、A底部的压强:p水 7.3104 Pa 3V = 0.4A U I F 水压 SA 73 N 1010 4 m2 p 水 水g 7.3104Pa 1103kg/m310 N/kg 表盘0.4 A处应该标水深:h水 7.3 m 3(2018重庆A卷20题8分) 为探究平衡木受力特点,喜爱体操的小薇设计了一 个平衡木模型整个装置如图甲所示,AB可绕支点O无摩擦转动,C处固定一 竖直硬杆,硬杆的底部安装了压敏电阻片R,R所在的电路放在了硬杆内(整个 装置除硬杆以外,其它部分的重力均不计),且AB5 m,OABC1 m,电源 电压恒为3 V,硬杆底部R阻值随地面对它的支持力F变化的关系如图乙所示, 整
6、个装置放在水平地面上,AB始终处于水平平衡状态,当重360 N的小薇站在A 点时,电流表的示数为0.1 A,求: (1)小薇在A点时,C处受到硬杆的拉力; (2)小薇在A点时,地面对硬杆底部R的支持力; (3)当电流表的示数为0.3 A时,小薇距A点多少米? 第3题图 解:(1)OC的长度:LOCLABLOALBC5 m1 m1 m3 m,由杠杆平衡 条件可得:F拉LOCG人LOA,则此时C处受到硬杆的拉力: F拉 120 N (2)小薇在A点时,压敏电阻的阻值:R 30 由图乙可知:此时地面对硬杆底部R的支持力:F60 N (3)小薇在A点时,硬杆受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和支持力;
7、由于 硬杆受到的拉力与C处受到硬杆的拉力是一对相互作用力,所以二力大小相等, 即:F拉F拉120 N, 故硬杆的重力:G杆F拉F120 N60 N180 N 当电流表的示数为0.3 A时,压敏电阻的阻值:R 10 G 人LOA LOC 360 N1 m 3 m 3V = 0.1A U I 3V = 0.3A U I 由图乙可知:此时地面对硬杆底部R的支持力:F300 N 由于FG杆,所以,此时小薇在O点的左方 此时硬杆受到竖直向下的重力和C处对它的压力、竖直向上的支持力 则C处对硬杆的压力:F压FG杆300 N180 N120 N 由于C处对硬杆的压力与硬杆对C处的支持力是一对相互作用力, 所
8、以二力大小相等,即:F支F压120 N 由杠杆平衡条件可得: F支LOCG人L 则小薇到O点的距离:L 故小薇到A点的距离:LLLOA1 m1 m2 m F 支LOC G 人 120 N3 m 360 N 1 m 4. (2019重庆A卷19题8分)如图甲的储水容器底有质量0.5 kg,底面积100 cm2的长 方体浮桶,桶上端通过轻质弹簧与紧贴力敏电阻的轻质绝缘片A相连,距容器底 0.4 m处的侧壁有排水双控阀门控制电路如图乙所示,其电源电压U12 V, R010 ,当电流表示数为0.6 A,且桶底升至阀门所处高度时,阀门才感应排 水力敏电阻R与它所受压力F的对应关系如下表所示(弹簧均在弹性
9、限度内 )求: (1)浮桶的重力是多少牛? (2)未加水时,力敏电阻所受压力为2 N,电流表的示数是多少安? (3)当容器内的水深达到多少米时,双控阀门才打开排水? 第4题图 压力F/N 2 4 12 15 电阻R/ 110 70 16 10 解:(1)浮桶的重力:Gmg0.5 kg10 N/kg5 N (2)未加水时,力敏电阻所受的压力为2 N,由表可知:此时力敏电阻的阻值为110 此时电路中的总电阻:RR0RF10 110 120 故电流表的示数:I 0.1 A (3)已知当电流表示数为0.6 A,且桶底升至阀门所处高度时,阀门才感应排水 此时电路中的总电阻:R 20 此时力敏电阻的阻值:RFRR020 10 10 由表可知:此时力敏电阻所受的压力F15 N 由于物体间力的作用是相互的,则此时浮桶所受的弹簧的压力也为15 N 12 120 UV R 12V 0.6A U I 此时浮桶受到竖直向下的重力、弹簧对它竖直向下的压力、水对它竖直向上的浮力 则浮桶受到的浮力:F浮GF5 N15 N20 N 浮桶排开水的体积:V排 2103 m3 此时浮桶浸入水中的深度:h浸 0.2 m 故此时容器内水的深度:hh浸h00.2 m0.4 m0.6 m F 浮 水g 20 N 1103kg/m310 N/kg V 排 S 桶 210 3 m3 10010 4 m2