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專題復(fù)習(xí)攻略五 綜合計(jì)算專題 綜合計(jì)算題常常含有多個(gè)物理過程、多個(gè)研究對(duì)象、運(yùn)用到多個(gè)物理概念和規(guī)律，側(cè)重考查綜合思維和綜合運(yùn)用能力，在中考試題中常以壓軸題出現(xiàn)。隨著科技和社會(huì)的發(fā)展，綜合計(jì)算題不斷推陳出新，涉及的主要題型有:電力綜合、電熱綜合、力熱綜合、力熱電綜合、新能源的應(yīng)用綜合等。 1.解答綜合計(jì)算題常有以下幾種方法： (1)分析法(逆推法) 從所求量出發(fā)，根據(jù)一系列公式、定律，最終和已知量聯(lián)系起來，即所求量完全可用已知量來表示，將此分析過程顛倒即為解題過程。 (2)綜合法(正推法) 從題目的已知量出發(fā)，根據(jù)一系列公式、定律，遞推有關(guān)物理量，最終得出所求量。 (3)整體法：將彼此獨(dú)立的兩個(gè)或幾個(gè)物體作為一個(gè)整體研究。 2.解答綜合計(jì)算題的注意事項(xiàng)： (1)要仔細(xì)研讀，反復(fù)推敲，挖掘題目中的隱含條件。 (2)要排除無關(guān)信息和多余因素對(duì)解題的干擾，提煉主干，使復(fù)雜問題簡(jiǎn)明化。 (3)解題過程中要寫出所依據(jù)的原始公式(或變形公式)，要注意每個(gè)公式的適用條件和范圍，切忌亂套公式。在解同一道計(jì)算題時(shí)，遇到幾個(gè)相同的物理量時(shí)應(yīng)加下標(biāo)加以區(qū)別。 (4)詳略得當(dāng)、有條理地書寫出完整的解題過程，并注意單位統(tǒng)一。 3.常用公式 題型1 電、力綜合計(jì)算 【例1】 (xx重慶)物理興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)便攜式水深測(cè)量?jī)x。它主要是由探頭A和控制盒B構(gòu)成，它們之間用有絕緣皮的細(xì)導(dǎo)線相連形成回路，如圖專5-1甲所示。其中探頭A是一個(gè)底面積為10 、高5 cm、重2.5 N的圓柱體，探頭A的底部為壓敏電阻R(R與水接觸的表面涂有絕緣漆)，工作時(shí)底部始終與水平面相平，壓敏電阻R隨表面壓力大小的變化如圖乙所示。A和B間的電路連接關(guān)系如圖丙所示，其中電源電壓恒為3 V，電流表改裝成深度表(導(dǎo)線的重力與體積均不計(jì))。興趣小組的同學(xué)將探頭A緩慢放入水中，(g取10 N/kg)求： 甲 乙 丙 圖專5-1 (1)探頭A有體積浸入水中時(shí)，R底部受到水的壓強(qiáng)是多少帕？ (2)探頭A全部浸入水中時(shí)，導(dǎo)線對(duì)探頭A的拉力是多少牛？ (3)將探頭投至看似不深的水平池底，靜止時(shí)(R與池底未緊密結(jié)合)導(dǎo)線已松弛，電流表示數(shù)是0.4 A，則表盤0.4 A處應(yīng)該標(biāo)水的深度值為多少米？ 【解析】(1)探頭A有體積浸入水中時(shí)，R底部的深度＝h＝5 cm＝2.5 cm＝0.025 m，R底部受到水的壓強(qiáng)＝＝ 10 N/kg0.025 m＝250 Pa； (2)探頭A緩慢放入水中時(shí)處于平衡狀態(tài)，探頭A全部浸入水中時(shí)，受到的浮力＝＝ρgV＝ρgSh＝ 10 m＝0.5 N，由＝G-F′可得，導(dǎo)線對(duì)探頭A的拉力F′＝＝2.5 N-0.5 N＝2 N； (3)當(dāng)電流表示數(shù)是0.4 A時(shí)，由I=可得，R的阻值R=＝＝7.5 Ω，由圖乙可知，壓敏電阻R表面壓力F＝75 N，容器底部對(duì)A的支持力＝＝2.5 N-0.5 N＝2 N，水對(duì)A底部的壓力＝＝75 N-2 N＝73 N，由p=可得，壓敏電阻受到的壓強(qiáng)＝＝＝ Pa，水的深度＝＝＝7.3 m，所以表盤0.4 A處應(yīng)該標(biāo)水的深度值為7.3 m。 【答案】(1)探頭A有體積浸入水中時(shí)，R底部受到水的壓強(qiáng)是250 Pa。(2)探頭A全部浸入水中時(shí)，導(dǎo)線對(duì)探頭A的拉力是2 N。(3)表盤0.4 A處應(yīng)該標(biāo)水的深度值為7.3 m。 題型2 電、熱綜合計(jì)算 【例2】 家用豆?jié){機(jī)的外形如圖專5-2甲所示，其機(jī)頭主要由一個(gè)電熱器(電熱絲)R和一個(gè)電動(dòng)機(jī)M帶動(dòng)的打漿器構(gòu)成，內(nèi)部電路簡(jiǎn)化圖如圖乙所示。制作豆?jié){的過程是加熱、打漿、加熱、打漿……再加熱煮熟，即加熱和打漿是交替進(jìn)行的。某品牌豆?jié){機(jī)銘牌上的部分技術(shù)參數(shù)如表。 額定電壓 220 V 額定頻率 50 Hz 電熱器額定功率 1 000 W 電動(dòng)機(jī)額定功率 180 W 凈重 2.4 kg (1)豆?jié){機(jī)在額定電壓下打漿，通過電動(dòng)機(jī)的電流是多少？ (2)小明同學(xué)想測(cè)算該豆?jié){機(jī)的加熱效率，他把100 g大豆和1.4 kg清水放入豆?jié){機(jī)中，測(cè)出其初溫為20 ℃，當(dāng)電熱器正常工作時(shí)加熱總時(shí)間為9分鐘豆?jié){沸騰，測(cè)其溫度為100 ℃。請(qǐng)你幫他計(jì)算豆?jié){吸收了多少熱量？豆?jié){機(jī)的加熱效率是多少？＝ J/(kg℃)] (3)小明同學(xué)晚上使用該豆?jié){機(jī)，在與第(2)問條件相同情況下，發(fā)現(xiàn)電熱器加熱總時(shí)間由以前的9分鐘變?yōu)?0分鐘，豆?jié){機(jī)的加熱電阻R和加熱效率均不變，求晚上的實(shí)際電壓值。已知≈0.95。 甲 乙 圖專5-2 【解析】(1)根據(jù)P＝UI可得：豆?jié){機(jī)在額定電壓下打漿時(shí)通過的電流：＝＝≈0.82 A。 (2)大豆吸收的熱量：＝＝ J∕(kg℃)0.1 kg(100 ℃-20 ℃)＝ J， 水吸收的熱量：＝＝ J∕(kg℃)1.4 kg(100 ℃-20 ℃)＝ J， 豆?jié){吸收的熱量Q＝＝ J＝ J， 由P＝可得，電流通過電熱器做的功：W＝＝1 000 W960 s＝ J， 電熱器的加熱效率：η＝100%＝100%≈90%。 (3)由I=、P＝UI可得，R＝＝＝48.4 Ω，已知＝W＝ J，由P=可得，＝＝＝900 W，由P=可得，＝＝≈209 V。 【答案】(1)豆?jié){機(jī)在額定電壓下打漿時(shí)，通過電動(dòng)機(jī)的電流約為0.82 A。(2)豆?jié){吸收的熱量為 J，豆?jié){機(jī)電熱器的加熱效率大約是90%。(3)晚上的實(shí)際電壓值約為209 V。題型3 力、熱綜合計(jì)算 【例3】 我國自主研制的某型新一代戰(zhàn)斗機(jī)，它具備超音速巡航、電磁隱身、超機(jī)動(dòng)性、超視距攻擊等優(yōu)異性能，該飛機(jī)最大起飛質(zhì)量為37 t，最大飛行高度達(dá)20 000 m，最大航行速度達(dá)2.5倍聲速(合3 060 km/h)，最大載油量為10 t，飛機(jī)航行時(shí)所受阻力的大小與速度的關(guān)系見下表： 速度 v/ 100 200 300 400 500 阻力f/N 0.3 1.2 2.7 4.8 7.5 已知飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油完全燃燒的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是40%，飛機(jī)使用的航空燃油的熱值為 J/kg。求： (1)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)完全燃燒10 t燃油獲得的能量是多少焦？ (2)當(dāng)飛機(jī)以400 m/s的速度巡航時(shí)，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率是多少千瓦？ (3)若在飛機(jī)油箱中加滿燃油，并且以500 m/s的速度巡航時(shí)，飛機(jī)的最大航程約是多少千米？ 【解析】新一代戰(zhàn)斗機(jī)是一項(xiàng)高科技的研究成果，它包含了眾多與物理學(xué)相關(guān)的知識(shí)，我們應(yīng)該學(xué)會(huì)通過分析材料找出里面所包含的物理信息，并解答相關(guān)的疑問。(1)已知燃油的質(zhì)量，根據(jù)Q＝mq求出放出的熱量；(2)根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)，利用P=＝＝Fv可求得飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率是多少千瓦；(3)已知飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油完全燃燒的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是40%，求得機(jī)械能，從表中查到500 m/s時(shí)的阻力，利用W＝fs可求得飛機(jī)的最大航程。 【答案】(1)燃油完全燃燒放出的熱量：Q＝mq＝ J/kg＝ J。 (2)由表中數(shù)據(jù)可知，飛機(jī)以400 m/s的速度巡航時(shí)，所受阻力為 N，則飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率P=＝＝Fv＝ N400 m/s＝ W＝ kW。 (3)由(1)可知Q＝ J，已知飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油完全燃燒的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是40%，則有用功W＝40%Q＝ J＝ J，根據(jù)表格查出巡航速度為500 m/s時(shí)的阻力為 N，則由W＝fs＝Fs，可得s＝＝ m＝ km。 題型4 力、熱、電綜合計(jì)算 【例4】 小明家的電熱水壺具有自動(dòng)加水和加熱兩種功能，其裝置如圖專5-3所示。燒水時(shí)，先按一下加水按鈕，自吸泵把水從水桶抽到壺內(nèi)，當(dāng)壺內(nèi)水位達(dá)到規(guī)定容量時(shí)，自吸泵自動(dòng)停止抽水；再按一下加熱按鈕，加熱裝置將對(duì)壺內(nèi)的水加熱，當(dāng)水沸騰時(shí)，加熱裝置自動(dòng)停止加熱。已知水的比熱容＝ J/(kg℃)，水的密度＝ ，g取10 N/kg，電熱水壺的銘牌數(shù)據(jù)如下表。 圖專5-3 (1)如果自吸泵抽水效率為60%，求自吸泵將1.2 L水提升0.5 m消耗的電能。 (2)電熱水壺正常工作時(shí)，把1.2 L水從20 ℃加熱到100 ℃用的時(shí)間是6 min，求電熱水壺的熱效率。 【解析】本題考查了密度、重力、功、吸熱公式、電功公式以及熱效率公式的應(yīng)用，知識(shí)點(diǎn)多、聯(lián)系實(shí)際生活，屬于中考常見題型，從電熱水壺銘牌得出相關(guān)信息是本題的關(guān)鍵。(1)先根據(jù)密度的變形公式求出水的質(zhì)量，再根據(jù)＝Gh求出有用功，最后利用η=即可求出自吸泵消耗的電能；(2)先根據(jù)W＝Pt求出消耗的電能，然后根據(jù)＝cmΔt求出水吸收的熱量，然后根據(jù)η＝求出電熱水壺的熱效率。 【答案】(1)1.2 L水的質(zhì)量＝ ＝1.2 kg 自吸泵對(duì)水做的功＝mgh＝1.2 kg10 N/kg0.5 m＝6 J 自吸泵消耗的電能==＝10 J。 (2)水吸收的熱量 ＝＝ J/(kg℃)1.2 kg(100 ℃-20 ℃)＝ J 電熱水壺正常工作時(shí)消耗的電能W＝Pt＝1 200 W360 s＝ J 電熱水壺的熱效率η＝＝≈93.3%。 題型5 新能源的應(yīng)用綜合 【例5】 如圖專5-4甲是我國某地區(qū)風(fēng)力發(fā)電的外景，風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要由風(fēng)機(jī)葉片和發(fā)電機(jī)組成。 甲 乙 丙 圖專5-4 (1)風(fēng)力發(fā)電利用的是風(fēng)能，風(fēng)能是清潔的、________(選填“可再生”或“不可再生”)能源。 (2)風(fēng)機(jī)葉片具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐磨損等性能，通常用密度小、硬度________(選填“大”或“小”)的復(fù)合材料制成；葉片形狀像飛機(jī)的機(jī)翼，若葉片位置和風(fēng)向如圖乙所示，由于葉片兩面空氣流速不同產(chǎn)生壓強(qiáng)差，而受到向________(選填“上”或“下”)的力使風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)。 (3)風(fēng)葉產(chǎn)生的動(dòng)力通過傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞給發(fā)電機(jī)，利用________原理，使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。 (4)某風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率與風(fēng)速的關(guān)系如圖丙所示，由圖像得到的下列信息，正確的有_____________ A.只要有風(fēng)，機(jī)組就能產(chǎn)生電能 B.風(fēng)速過大，機(jī)組不會(huì)產(chǎn)生電能 C.風(fēng)速越大，機(jī)組產(chǎn)生的電功率一定越大 D.風(fēng)速在一定范圍內(nèi)，機(jī)組產(chǎn)生的電功率可能不變 (5)下表給出了在不同風(fēng)速下某風(fēng)機(jī)獲得的能量： 平均風(fēng)速(m/s) 5 10 15 20 1 s內(nèi)獲得的能量(J) 1 8 27 64 對(duì)表格進(jìn)行分析，你發(fā)現(xiàn)該風(fēng)機(jī)1 s內(nèi)獲得的能量與風(fēng)速的定量關(guān)系是______________ (用文字?jǐn)⑹?。 【解析】(1)風(fēng)能可以在自然界中源源不斷地得到，風(fēng)能是取之不盡用之不竭的能源，所以風(fēng)能是可再生能源。 (2)①風(fēng)機(jī)葉片材料質(zhì)量輕、強(qiáng)度大、耐磨損、密度小、硬度大，可以減小阻力，延長使用壽命，便于安裝等；②由乙圖知，葉片的上面是突出的弧形，下面是平面，空氣流過時(shí)，上面空氣流速大于下面空氣流速，上面壓強(qiáng)小于下面壓強(qiáng)，葉片受到向上的力。 (3)風(fēng)葉產(chǎn)生的動(dòng)力通過傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞給發(fā)電機(jī)發(fā)電，把風(fēng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 (4)由丙圖知，在風(fēng)很小和很大時(shí)，不能產(chǎn)生電能。故選項(xiàng)A不符合題意。風(fēng)速過大，機(jī)組不會(huì)產(chǎn)生電能。故選項(xiàng)B符合題意。在一定范圍內(nèi)，風(fēng)速越大，機(jī)組產(chǎn)生的電功率越大；在一定范圍內(nèi)，風(fēng)速越大，機(jī)組產(chǎn)生的電功率可能不變，故選項(xiàng)C不符合題意，選項(xiàng)D符合題意。 (5)由表格數(shù)據(jù)知，風(fēng)速增大為原來的2倍，風(fēng)能增大為原來的倍，風(fēng)速增大為原來的3倍，風(fēng)能增大為原來的倍……所以風(fēng)機(jī)獲得的能量與風(fēng)速的三次方成正比。 【答案】(1)可再生 (2)大 上 (3)電磁感應(yīng) (4)BD (5)風(fēng)機(jī)1 s獲得的能量與風(fēng)速的三次方成正比 1.圖專5-5甲是某工廠生產(chǎn)流水線產(chǎn)品輸送計(jì)數(shù)裝置示意圖(俯視圖)，立方體產(chǎn)品在水平傳送帶上與傳送帶以相同速度v＝1 m/s勻速運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)品的質(zhì)量m＝0.8 kg。計(jì)數(shù)器由電流表和電路計(jì)數(shù)元件組成(電流表和電路計(jì)數(shù)元件的電阻不計(jì))，通過電路中電流的變化計(jì)數(shù)，a為激光源，為光敏電阻，為保護(hù)電阻。當(dāng)激光射向時(shí)，的阻值變小，每當(dāng)產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)通過a與之間時(shí)，射向的光線會(huì)被產(chǎn)品擋住，阻值變大。閉合開關(guān)，電路中計(jì)數(shù)器中電流的示數(shù)I隨時(shí)間t的變化圖像如圖乙所示。(g取10 N/kg) 甲 乙 圖專5-5 (1)不計(jì)空氣阻力，求傳送帶勻速運(yùn)送產(chǎn)品過程中對(duì)每一個(gè)產(chǎn)品的作用力大小和方向。 (2)求每個(gè)產(chǎn)品的邊長和產(chǎn)品的間隔，每個(gè)產(chǎn)品對(duì)傳送帶的壓強(qiáng)大小。 (3)已知電源電壓U＝3 V，＝1 kΩ，求傳送帶勻速運(yùn)輸產(chǎn)品過程中1 min內(nèi)光敏電阻消耗的電能。 解：(1)因?yàn)榱⒎襟w產(chǎn)品在水平傳送帶上勻速運(yùn)動(dòng)，所以傳送帶對(duì)每一個(gè)產(chǎn)品的作用力：F＝G＝mg＝0.8 kg10 N/kg＝8 N，方向豎直向上。 (2)由速度公式得 每個(gè)產(chǎn)品的邊長＝＝1 m/s0.1 s＝0.1 m； 產(chǎn)品的間隔＝＝1 m/s0.2 s＝0.2 m； 每個(gè)產(chǎn)品對(duì)傳送帶的壓力＝G＝mg＝0.8 kg10 N/kg＝8 N， 壓強(qiáng)p＝＝＝800 Pa。 (3)在0～0.2 s內(nèi)，＝ A，兩端的電壓＝＝ Ω＝2 V； 光敏電阻兩端的電壓＝＝3 V-2 V＝1 V； 光敏電阻消耗電能＝＝1 A0.2 s＝ J， 在0.2 s～0.3 s內(nèi)，＝ A， 兩端的電壓＝＝ Ω＝1 V， 光敏電阻兩端的電壓＝＝3 V-1 V＝2 V， 光敏電阻消耗的電能＝＝2 A0.1 s＝ J， 在1 min內(nèi)，W＝＋＝ J＋ J＝0.12 J。 2.(xx西寧)如圖專5-6所示是太陽能熱水器內(nèi)部水箱的結(jié)構(gòu)示意圖。A、B是水箱中兩個(gè)相同的實(shí)心圓柱體，密度為 ，懸掛在水箱頂部的壓力傳感開關(guān)S上。 圖專5-6 當(dāng)S受到豎直向下的拉力達(dá)到一定值時(shí)閉合，電動(dòng)水泵M開始向水箱注水；當(dāng)拉力等于10 N時(shí)，S斷開，電動(dòng)水泵M停止注水，此時(shí)水箱水位最高為1.2 m。g取10 N/kg。求： (1)若水箱內(nèi)有100 kg的水，該太陽能熱水器將水從20 ℃加熱到50 ℃時(shí)水吸收的熱量。＝ J/(kg℃)] (2)停止注水后水箱底部受到的水的壓強(qiáng)。 (3)若A、B的體積均為400 ，A、B受到的總重力。 (4)正常情況下水箱中的水位最高時(shí)如圖所示，A受到的浮力(開關(guān)S下的細(xì)繩和A、B間的細(xì)繩質(zhì)量與體積均忽略不計(jì))。 答案：(1)若水箱內(nèi)有100 kg的水，該太陽能熱水器將水從20 ℃加熱到50 ℃時(shí)水吸收的熱量為 J (2)停止注水后水箱底部受到的水的壓強(qiáng)為 Pa (3)A、B受到的總重力為16 N (4)正常情況下水箱中的水位最高時(shí)，A受到的浮力為2 N。 解析：(1)100 kg的水，從20 ℃加熱到50 ℃時(shí)水吸收的熱量： J/(kg℃)100 kg(50 ℃-20 ℃)= J；(2)電動(dòng)水泵M停止注水時(shí)水箱水位最高為1.2 m，水箱底部受到的水的壓強(qiáng)： 10 N/kg1.2 Pa；(3)由G=mg和ρ=可得A、B的總重力： 10 N/kg=16 N；(4)正常情況下，當(dāng)水位最高時(shí)，S斷開，電動(dòng)水泵M停止注水，拉力等于10 N，此時(shí)：-F=16 N-10 N=6 N，B浸沒在水中，由可得B受到的浮力： 10 N/kg=4 N，=6 N-4 N=2 N。 3.(xx云南)電動(dòng)輪椅為殘障人士出行提供了方便。某型號(hào)的電動(dòng)輪椅質(zhì)量為20 kg，輪子與地面的總接觸面積為20 。其工作原理如圖專5-7所示，操縱桿可以同時(shí)控制和兩個(gè)開關(guān)。向前推操縱桿時(shí)輪椅前進(jìn)且能調(diào)速，向后拉操縱桿時(shí)輪椅以恒定速度后退。已知蓄電池電壓為24 V，定值電阻＝20 Ω，為滑動(dòng)變阻器。 圖專5-7 (1)分別將和同時(shí)接觸對(duì)應(yīng)點(diǎn)________(選填“1”或“2”)時(shí)，輪椅前進(jìn)；當(dāng)輪椅后退時(shí)，電流表示數(shù)________(選填“大于”“小于”或“等于”)1.2 A。 (2)求輪椅靜止在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)。 (3)體重600 N的人坐在輪椅上向后拉操縱桿，勻速后退過程中輪椅受到的阻力是總重的0.01，求后退5 m阻力做功的大小。 答案：(1)1 小于 (2)輪椅靜止在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)是 Pa。(3)體重600 N的人坐在輪椅上向后拉操縱桿，勻速后退過程中輪椅受到的阻力是總重的0.01，后退5 m阻力做功的大小為40 J 解析：(1)因?yàn)檩喴蜗蚯斑\(yùn)動(dòng)時(shí)能調(diào)速，說明可以改變通過電動(dòng)機(jī)的電流，所以電動(dòng)機(jī)與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，故前進(jìn)時(shí)將和同時(shí)接觸對(duì)應(yīng)點(diǎn)1。若只有工作時(shí)，電路中的電流：I===1.2 A，當(dāng)輪椅后退時(shí)，與電動(dòng)機(jī)串聯(lián)，兩端的電壓變小，所以當(dāng)輪椅后退時(shí)，電路中的電流小于1.2 A，即電流表示數(shù)小于1.2 A。 (2)輪椅的重力：G=mg=20 kg10 N/kg=200 N，水平地面受到的壓力：F=G=200 N，輪椅靜止在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)：p== Pa。 (3)阻力所做的功：s=0.01(200 N+600 N)5 m=40 J。 4.(xx婁底)榮威e950插電式混合動(dòng)力汽車于今年3月正式上市，百公里平均油耗約1.7升。它有兩種動(dòng)力系統(tǒng)，汽車加速，汽油機(jī)提供的動(dòng)力不足時(shí)，蓄電池的電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，使汽車加速更快；汽車減速，汽車動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，由蓄電池貯存起來，減少能量的消耗。兩種動(dòng)力系統(tǒng)也可獨(dú)立工作，只有汽油機(jī)工作時(shí)，與一般的汽車相同；只使用電力時(shí)，由電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。如表是國產(chǎn)某混合動(dòng)力汽車蓄電池的銘牌，其中電池容量是蓄電池貯存的最大電能(儲(chǔ)存電能的本領(lǐng)是表示電池容量的另一方式)，該汽車勻速行駛時(shí)受到的阻力為144 N，求： (1)在家庭電路中對(duì)放電完畢的蓄電池充滿電要多長時(shí)間？ (2)該汽車勻速行駛100 km過程中牽引力做的功為多少？ (3)蓄電池充滿電后，僅由電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為80%，汽車勻速持續(xù)行駛的最大距離是多少km？ (4)假設(shè)汽車受到的阻力不變，僅由汽油機(jī)提供動(dòng)力，汽油的熱值為 J/L(即焦耳/升)，汽油機(jī)的效率為24%，汽車勻速行駛100 km的油耗是多少升。 電池容量 44 kWh 充電電壓 220 V 充電電流 20 A 輸出電壓 150 V 答案：(1)在家庭電路中對(duì)放電完畢的蓄電池充滿電要10 h (2)該汽車勻速行駛100 km過程中牽引力做的功為 J (3)汽車勻速持續(xù)行駛的最大距離是880 km (4)汽車勻速行駛100 km的油耗是1.2 L 解析：(1)充電時(shí)輸入功率P=UI=220 V20 A=4 400 W=4.4 kW，由P=可知，充滿電的時(shí)間t===10 h；(2)因汽車勻速行駛時(shí)處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，所以，汽車受到的牽引力F′=f=144 N，該汽車勻速行駛100 km過程中牽引力做的功W′=F′s=144 J；(3)蓄電池充滿電后，由η=100%可得，獲得的機(jī)械能即牽引力做的功 J80%=1.267 J，s′== m=880 km；(4)汽車勻速行駛100 km過程中牽引力做的功 J，由η=100%可得，汽油完全燃燒釋放的熱量== J，由=Vq可得，消耗汽油的體積V==＝1.2 L。 5.xx年CYCC中國房車錦標(biāo)賽分站賽于7月5日至7月7日在鄂爾多斯國際賽車場(chǎng)舉行。某一型號(hào)的房車在一段平直公路上勻速行駛了56 km，用時(shí)半小時(shí)，車的總質(zhì)量為 kg，受到的阻力為車重的。求：(g取10 N/kg) (1)該房車的行駛速度； (2)該房車牽引力所做的功； (3)已知這一過程消耗燃油 ，則熱機(jī)在這一過程中消耗的總能量(假設(shè)燃油完全燃燒，燃油密度ρ＝ ，燃油熱值q＝ J/kg)； (4)若將該房車改裝成純電動(dòng)汽車，則可使二氧化碳排放量由每消耗1 kg汽油排放2.2 kg二氧化碳降為零。已知改裝后的房車每行駛100 km能耗為160 kWh，則該房車的效率是多少。 解：(1)房車的速度v=＝＝112 km/h。 (2)房車重G＝mg＝ kg10 N/kg＝ N； 房車受到的阻力f＝G＝ N＝ N； 因?yàn)榉寇噭蛩傩旭?，所以牽引力F＝f＝ N， 牽引力做功：＝Fs＝ N56 000 m＝ J。 (3)由ρ=得消耗燃油的質(zhì)量：m＝ρV＝ ＝12 kg； 燃油完全燃燒放出的熱量(消耗的總能量)： ＝＝mq＝12 J/kg＝ J。 (4)行駛100 km，牽引力做的功： ′＝Fs′＝ N100 000 m＝ J； 消耗總能量：′＝160 kWh＝ J＝ J； η=100%＝100%≈52%。 6.(xx宜昌)電熱加濕器靠電流的熱效應(yīng)工作。某種家用電熱加濕器相關(guān)參數(shù)、外形、電路簡(jiǎn)化圖見下表。電熱器的電熱絲浸沒在加熱倉的水中產(chǎn)生熱量，使加熱倉中的水沸騰變成水蒸氣噴出，增加環(huán)境濕度。當(dāng)加熱倉中的水減少到一定程度時(shí)，自動(dòng)閥門打開，水由儲(chǔ)水箱進(jìn)入到加熱倉中。 工作 電壓 220 V 工作 頻率 50 Hz 最大運(yùn) 行功率 40 W 儲(chǔ)水箱 容量 2.4 L 尺寸：高315 mm，底部直徑 168 mm 滿水工作 時(shí)間：高氣霧量10 h， 低氣霧量24 h (1)當(dāng)氣霧調(diào)節(jié)器的滑片移到最左邊時(shí)，加濕器以最大運(yùn)行功率工作，求電熱絲的電阻值。 (2)如果加熱倉內(nèi)冷水的溫度為20 ℃，用最大運(yùn)行功率工作，經(jīng)過5 min 36 s，水沸騰產(chǎn)生水蒸氣，求加熱倉中水的體積。 J/(kg℃)， ，電熱絲產(chǎn)生的熱量全部被水吸收。環(huán)境為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓] (3)當(dāng)滑片移到最右端時(shí)，氣霧調(diào)節(jié)器的阻值為605 Ω，加濕器以最低氣霧量工作，求此時(shí)電熱絲的電功率是多少瓦？24小時(shí)消耗多少度電？(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)) 答案：(1)電熱絲的電阻值為1210 Ω。(2)加熱倉中水的體積為 。(3)電熱絲的電功率是17.8 W；24小時(shí)消耗的電能約為0.4 kWh。 解析：(1)當(dāng)氣霧調(diào)節(jié)器的滑片移到最左邊時(shí)，氣霧調(diào)節(jié)器被短路，只有電熱絲工作，由P=得：電熱絲的電阻值：==＝1 210 Ω。 (2)電熱絲產(chǎn)生的熱量：=W=Pt=40 W336 s=13 440 J，由題意得=13 440 J，由得水的質(zhì)量m===0.04 kg，由ρ=得水的體積：V== 。 (3)當(dāng)滑片移到最右端時(shí)，氣霧調(diào)節(jié)器和電熱絲串聯(lián)，電路中的電流I=== A，電熱絲的電功率：=1 210 Ω≈17.8 W；24小時(shí)消耗的電能：=0.017 8 kW24 h≈0.4 kWh。