1、專題 27 力學、熱學和電學的綜合計算、計算題1. 小麗家新買了一臺電熱水器，下表是該熱水器的一些技術參數.型號FED -H50額定電壓220V最大水量50L額定功率2000W現將水箱中裝滿水，通電后正常工作40min , 水溫從 25 C 上升到 45C，求 :(1) 此過程中水所吸收的熱量；(2) 熱水器中電熱絲的電阻；(3) 熱水器的效率 .2. 混合動力汽車是一種新型汽車，它有兩種動力系統。汽車加速，汽油機提供的動力不足時，蓄電池的電能轉化為動能，使汽車加速更快；汽車減速，汽車動能轉化為電能，由蓄電池貯存起來，減少能量的浪費。兩種動力系統也可以獨立工作，只有汽油機工作時，與一般的汽車相

2、同；只使用電力時，由電動機提供動力。右表是國產某混合動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。該汽車勻速行駛時受到的阻力為720N 。求：電池容壘44>vr ?h輸入電壓220V輸入電遵20A輸出電壓150V(1) 在家庭電路中對放電完畢的蓄電池充滿電要多長時間？(2)僅由電動機提供動力，汽車勻速持續行駛的最大距離是多少？不考慮電能轉化為機械能時能量的損失。(3)僅由汽油機提供動力，汽車勻速行駛每百公里的油耗是多少升？假設汽車受到的阻力不變，汽油的熱值為3.0 >10 7J/L ( 即焦耳 /升), 汽油機的效率為24% 。13. 如圖所示為某品牌蒸汽掛燙機，為了便

3、于移動，它底部裝有四個輪子?其工作原理是：底部的儲水箱注滿水后，水通過進水閥門流到發熱體迅速沸騰，并變成灼熱的水蒸氣，不斷噴向衣物，軟化衣物纖維 ?下表是這種蒸汽掛燙機的部分參數.g=10N/kg,C 水=4.2 >10 1 2 3 J/ (kg? C) ,g=10N/kg發熱功率880W額定電壓220V儲水箱注滿水量2kg掛燙機凈重4kg輪子與地面接觸的總面積12cm 44.如圖是一種配有風力發電機和太陽能電池板的新型路燈，路燈的額定功率為0.12kW , 光電池接收太陽光輻射的功率為1kW ，吹向風力發電機葉片上的風功率與風速之間的關系如下表所示，風能轉化為電能的效1 儲水箱注滿水后

4、掛燙機對水平地面的壓強是多少？2 該蒸汽掛燙機正常工作時通過發熱體的電流是多少？3如果發熱體每分鐘能把25g 水由 20C 加熱至 100 C,在這一過程中水吸收了多少熱量？發熱體產生多少熱量4若某公園想采購一批太陽能荷花燈，要求每天亮燈不小于6 小時。那么此燈是否符合要求?2率為 4%，光電池將光能轉化為電能的效率為n 光.風速 ( m/s)2468101216風功率 (W)151254201000200033758000(1)無風的晴天，光照6h, 太陽能電池板產生的電能可使路燈正常工作10h , 則路燈消耗的電能是多少kW?h ?光電池將光能轉化為電能的功率n 光為多大？(2)在有風的晴

5、天，經3h 的光照和風吹，路燈可正常工作7h, 則當時的風速為多大？5.如圖是一盞漂浮在水面的太陽能荷花燈，白天太陽能發電板給電池充滿電，晚上電池給LED 燈照明供電。該燈的銘牌上標有“ 6V 0.3W 字樣，閱讀說明書后可知，該燈的電池最大輸出電能為8640 焦耳。5 0 ；;36. 如圖是小林家里電熱水器的工作原理圖，兩根加熱管電阻相同?電熱水器功率有高、中、低三檔?當 斷開， S2 Si接 b 時，其功率為低檔，大小為 1000W .(1) 請指出電熱水器的高、中檔功率分別是多少瓦 . ( 不必寫出推導過程 )(2)小林選用某功率檔加熱水箱里的50L水，水溫升高40 C 用了40min

6、，求此過程電熱水器的功率.【水的比熱容c=4.2 >10 3j/ (kg?C) 】7. 明亮同學的家中有一臺微電腦控制的電熱水壺，如圖所示?該電熱水壺可以將水從桶中自動抽到壺中并自動加熱至水燒開 ?明亮同學觀察該電熱水壺的銘牌時發現其額定加熱功率模糊不清晰，其它銘牌標記均清晰 ( 如表所示 ) ；燒水前他關掉家里其它用電器，只接通電熱水壺控制開關，小電動機開始額定電壓下4用 5s 時間將水從桶中提升了0.8m 加至電熱水壺滿刻度處自動停止加水，此時顯示水溫為20 C,電熱水壺5加滿水后開始在額定電壓下燒水至水溫為 100 C 時自動斷開電路停止工作?明亮同學還觀察到，在電熱水壺燒水的過程

7、中，家里標有 3000r/kW?h的電能表在30s 內轉盤轉了50 轉.( g=10N/kg ,p 水=1.0 >10 3kg/m 3,3c 水=4.2 X0 J/ ( kg? C).型號MH- 200顫定電壓22OV額定頻率50Hz額定加熱功率小電動機額定功率5W容量2.OL求：(1) 小電動機提升水的工作效率；(2) 電熱水壺的額定加熱功率；(3)如果在用電高峰時明亮同學家中的實際電壓是額定電壓的90% ，電熱水壺在此電壓下燒水時的加熱效率為 90% ，試計算在用電高峰時燒開該壺水所需的時間.8.小明買了一輛電動自行車，該車電動機的工作電壓為32V ，電能轉化為機械能的效率為75%，

8、車輪與地面接觸的總面積為40cm 2。小明騎電動自行車在水平公路上以6m/s 的速度勻速直線行駛了10min , 牽引力為 20N ，人和車的總質量為100kg ，在此過程中：(1) 電動自行車對水平地面的壓強是多少？(2) 電動自行車通過的路程是多少？牽引力做功為多少(3) 電動自行車勻速行駛時，電動機的工作電流為多少?69. 有一混合動力汽車，由汽車發動機 ( 汽油機 ) 和電動機為驅動系統提供動力，汽油發動機每一個工作循環活塞經歷四個沖程，帶動曲軸轉動兩圈，該汽油發動機的最大功率是69kW ，以最大功率工作時曲軸轉速為 5000r/min . 活塞從氣缸一端運動到另一端所掃過的容積為氣缸

9、排氣量，氣缸容積與燃燒室容積之比為壓縮比，如圖為氣缸容積和燃燒室容積的示意圖，該車排氣量是1.8L , 壓縮比為 10 :1, 動力蓄電池額定電壓為 200V ，容量 ( 蓄電池放電電流和放電時間乘積) 為150A?h ，已知該車的動能E 與其速度 v 的關系如下表所示 .(1) 該汽車的動力蓄電池最多可儲存多少焦的電能?(2) a. 當這輛汽車在平直公路上以108km/h 的速度勻速行駛時，動力完全由汽油發動機提供，若汽車汽油發動機的輸出功率為54kW ，則此時汽車所受的阻力是多大?b. 當駕駛員看到前方限速標志時，立即減速并啟動充電裝置給動力蓄電池充電，汽車速度由108km/h 減小到 7

10、2km/h , 若在此過程中動力蓄電池獲得的電能為汽車所減少動能的50% , 則動力蓄電池獲得的電能為多少焦 ?(3) 若該汽車汽油發動機以最大功率工作時，吸氣沖程末氣缸內每升混合氣體中汽油質量是7.2 >10 5kg,此時這臺汽油發動機的效率是多少？ (q 汽油 =4.6 xi0 7J/kg )v/ms - 1I241020E/J5.0X10;2.4X10Js3X102.4X1O59.6X10710.有一電熱水器，質量為20kg ，裝滿水后的總質量為70kg ，該熱水器額定電壓是220V ，內部有兩個加熱管，有三檔不同的加熱功率，其中最大額定功率是2000W ，如圖是電熱水器安裝的尺寸

11、及其受力示意圖，在豎直方向上熱水器受到掛鉤拉力F2 和重力 G, 在水平方向上熱水器受到膨脹螺釘對它的拉力Fi 和墻壁對它的支持力F3. ( g 取 10N/kg ,p 水 =1.0 X103kg/m3 )(1)(2)該熱水器裝滿水時，膨脹螺釘的拉力Fi 是多大 ?(3)若熱水器內部兩個加熱管的電阻阻值相同，則每個加熱管的電阻是多少?11. 某電開水器的結構如圖甲所示 ( 剖面圖 ) ，簡化的內部電路如圖乙所示，進水管管口的閥門由輕質浮子81 和與它們相連的兩根輕質硬桿控制，只有進水管中的水壓在正常范圍內，冷水箱和煮水箱中的水位就比9出水管管口低，冷水不會從出水管流出。當冷水箱中的水位達到一定

12、高的時，浮子2 浮起，會觸動單刀三擲開關 $，煮水電熱管R1 通電發熱，冷水被煮沸，水面升高，開水就從出水管進入貯水箱，當貯水箱中水位達到一定高度時，浮子3 浮起，又會觸動單刀三擲開關Si, 煮水暫停，一旦貯水箱中水溫下降使溫控開關 S2 閉合，保溫電熱管R2 就會通電發熱，開水處于保溫狀態。邀水管浮子弓A220VL .冷水箱保溫電熱爸乙(1) 已知煮水電熱管 Ri 的阻值為 12.1 Q,保溫電熱管 R2 的阻值為 48.4 Q,求電開水器的最大發熱功率。(2)圖甲中，當浮子1上升到最高處后，它的最上端恰好和出水管管口相平，閥門就會將進水管管口關閉，此時 AC 桿沿豎直方向。已知浮子1 的體

13、積 V=2.5 X10 -4 m3, 進水管管口和閥門的橫截面積S 均為 1 X10 -4 m2( 不計閥門的質量、管壁的厚度及兩者之間的摩擦)； BO :BA=20 :1 ( O 為輕質浮子1 的球心、 A 為兩輕質硬桿的相交處，B 為輕質硬桿 .BO 的轉軸 ) ，水箱內水面上方的氣壓Po=1 X10 5Pa。為了不讓冷水直接進入貯水箱，進水管管口閥門的上表面受到的壓強不能超過多少Pa?12.如圖甲是某工廠生產流水線產品輸送計數裝置示意圖 ( 俯視圖 )，立方體產品在水平傳送帶上與傳送帶共同以 v =1m/s 的速度勻速前進，產品的質量m =0.8kg 。計數器由電流表和電路計數元件組成(

14、 電流表和計數元件的電阻不計) ，通過電路中電流的變化計數產品，a 為激光源， Ri 為光敏電阻， R2 為保護電阻。當激光射向 Ri 時， Ri 阻值變小，每當產品運動通過a 與 Ri 之間時，射向Ri 的光線會被產品擋住，Ri 阻值變大。閉合開關，電路中計數器中電流的示數I 隨時間 t 的變化圖象如圖乙所示。( g 取 iON/kg )10(1) 不計空氣阻力，求傳送帶勻速運送產品過程中對每一個產品的作用力大小和方向。(2) 求每個產品的邊長 Li 和產品的間隔 L2。每個產品對傳送帶的壓強大小。(3)已知電源電壓U=3V ,R =ik Q,求傳送帶運輸產品過程中imin 內光敏電阻Ri

15、消耗的電能。1113. 如圖所示的裝置很有創意- 它將比較耗水的洗衣機和同樣耗水但不太講究水質的馬桶連在一起:上部是洗衣機 ( 有關技術參數見銘牌) ，下部是馬桶，中間設有儲水箱?洗衣機還設有加熱功能，( 銘牌上水的加熱功率已模糊 ) ，洗滌前先將水加熱到適宜溫度，可以提高洗滌效果.x式旣衣機電壓八220撫衣功宰 /w200脫水功率 / 誓330最大 洗滌容八 H5加坍功事 / 孫(1)_請問這種設計的優點：? ( 請至少說出一個觀點 )(2)求洗衣機脫水時的正常工作電流 .(3)某次洗衣時，首次進水量為20kg ，加熱時電能的80% 轉化為水的內能，正常加熱14min 水的溫度升高 10C

16、就達到設定要求，由于洗衣機銘牌上的加熱功率模糊，求：水吸收的熱量，洗衣機的加熱功率3c 水=4.2 M0 J/ ( kg? C).14.遵義市余慶縣境內的構皮灘電站是烏江干流上最大的水電站，電站大壩高為232.5m ，壩內水深最大可達 150m ，裝機容量達 300 萬千瓦，多年年平均發電量為 96.67 億千瓦時 ( 9.667 XI0 9kW?h ), 修建水電站 , 用水力發電代替火力發電，可以節約大量的煤炭資源 .(1)該水電站壩內水產生的壓強為多少？(p 水=1.0 X03kg/m 3, g 取10N/kg )12(2)該水電站在豐水期可實現滿裝機容量連接發電，若豐水期為一個月( 按

17、30 天計 ) ，則豐水期可發電多少 kW?h ?13(3)若火力發電站的發電效率為36% ( 發電能量與所消耗燃料完全燃燒放出的熱量之比)，煤炭的熱值取3.3 X 07J/kg ，以構皮灘電站的多年年均發電量計，若改用火力發電，每年需消耗多少煤炭？( 結果保留兩位有效數字， 1kW?h=3.6X 10 6J)15. 效率是 30% ，水平叉臂面積為1m 5 6 7 8 的電動叉車 ( 如圖甲 ) ，托著重量為6000N ，底面積為6m2 的貨物( 如圖乙 ) ，5s 內從 A 點勻速水平移動到B 點，再從 B 點勻速豎直提升10s 到達 C 點所用時間及各點間距離如丙圖所示，求:Itjj-l

18、m ij-JOsJA乙16. 有一種環保汽車，以蓄電池為驅動能源?此環保汽車運動時，蓄電池為車上的電動機供電，電動機為汽車提供動力 ?某輛這種類型的環保汽車，總質量為3X10 3 kg, 汽車輪胎與地面的總接觸面積為0.1m 2. 當 它在永平路面上勻速行駛時，電動機工作電流為50A ，工作電壓為 300V ，汽車所受阻力為車重的0.04 倍. ( g 取 10N/kg )5 A 到 B 過程，貨物對叉臂的壓強6 A 到 C 過程，叉車對貨物的支持力做的功7 B 到 C 過程，叉車對貨物做功的功率8 B 到 C 過程，叉車消耗的電能14(1) 汽車對路面的壓強多大？(2)若該汽車用于牽引汽車前進的機械功率和電動機電功率的比值為4:5 ，則該車勻速前進的速度