人教版初中物理专题51 中考力热电综合计算题（解析版）.doc

专题51 力热电综合计算题
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****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=mg
m=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)=0.1A
R0产生的焦耳热：Q=I02R0t=（0.1A）2×60Ω×700s=420J
Q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****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
（1）蒸汽电熨斗正常工作时电阻丝的电阻；
（2）在熨斗水箱中注入0.3kg的水，将它平放在水平桌面上，求：熨斗对衣服的压强；
（3）用熨斗汽烫前先预热，使金属底板的温度从20℃升 高到220℃，温控开关自动断开，已知金属的质量为1kg，金属底板的比热容为0.46×103J/（kg℃）问蒸汽熨斗预热的过程中金属底板吸收多少热量？
（4）汽烫时，水滴入汽室，由于水升温汽化而带走热量，当金属底板温度降到190℃时，温控开关自动闭合，电熨斗正常工