壓軸題08解答題-力電綜合計算1、力電綜合問題主要方向在電磁繼電器和電動機的使用上，結合光敏電阻、熱敏電阻，壓敏電阻等實現自動化的控制，難度較大，綜合知識點多，更考察學生的聯想能力，相對來說對學生是較難的一類題型。2、此類問題的解題關鍵，除了知識點要清晰以外，還要求豐富的想象能力，聯想電磁繼電器的動態工作原理，這樣做會使題目簡單化。知識點一、能量效率能量效率類的力電綜合題多以電動機為載體，結合電動汽車、電梯、起重機等日常生活事例，考查與其相關的效率、功率、機械能和電能問題；在電動機的效率問題中，電動機將電能轉化為機械能，總能量是消耗的電能，有用能量是輸出的機械能，轉化為提升物體所做的功或使車前進的動力做的功。知識點二、半導體、電磁繼電器此類問題常以壓敏電阻受力與自身電阻變化而引起電路變化的問題，從而起到控制電路的目的知識點三、滑動變阻器接入長度此類問題常以滑動變阻器受力而改變接入的有效長度而引起電路變化的問題，從而起到控制電路的目的。01壓敏電阻類（2023春?臨平區校級期中）電梯為居民出入帶來很大的便利，小明家住某小區某棟6樓，放學后乘電梯回家。小明查閱資料，了解到出于安全考慮，電梯都設置了超載自動報警系統，其工作原理如圖甲所示，電路由工作電路和控制電路組成：在工作電路中，當電梯沒有超載時，動觸點K與靜觸點A接觸，閉合開關S，電動機正常工作；當電梯超載時，動觸點K與靜觸點B接觸，電鈴發出報警鈴聲，即使閉合開關S，電動機也不工作，在控制電路中，已知電源電壓U＝6V，保護電阻R1＝100Ω，電阻式壓力傳感器（壓敏電阻）R2的阻值隨壓力F大小變化如圖乙所示，電梯自重和電磁鐵線圈的阻值都忽略不計。（1）在控制電路中，當壓敏電阻R2受到的壓力F增大時，電磁鐵的磁性（選填“增強”、“減弱”或“不變”）。（2）若電磁鐵線圈電流達到20mA時，剛好接觸靜觸點B，電鈴發出警報聲，當該電梯廂內站立總質量為1000kg的乘客時，試通過計算說明電梯是否超載？（g取10N/kg）02滑動變阻器接入長度改變類（2024?溫州模擬）小明制作了一個“水位儀”，其簡化結構如圖甲所示，一根輕質絕緣細桿上端與滑片P固定，下端與邊長為10厘米的正方體木塊相連，木塊放在高足夠的圓柱形容器內。未注水時，滑片P剛好在滑動變阻器R1的最下端a處；閉合開關S，向容器中注水，滑片P隨木塊上浮在R1上滑動。已知電源電壓U恒定不變，R2為定值電阻。滑動變阻器R1中的bc段短路，其余正常部分的電阻與自身長度成正比；定值電阻R2的電功率P2、電壓表示數U1與水深H的關系如圖乙和丙所示。（1）小明在計算電源電壓U的大小時，已經分析如下，請幫他完成。解：由圖乙和丙可知，滑片P在d點時，P2＝0.4W，U1＝4V；滑片P在a點時，R1＝0，P′2＝3.6W，U1＝0V。（2）小明發現滑動變阻器R1上只有“0.8A”的字樣，無法看出最大阻值。電流表量程選用0～0.6安，電壓表量程選用0～3伏。則在電路安全的范圍內，水位最深為多少？寫出計算過程。（3）根據已知的條件，請幫小明再提出一個求解的問題，并進行求解。問：解：03電動機類（2023?寧波模擬）2020年10月，國務院通過了《新能源汽車產業發展規劃》，表明生態文明試驗區、大氣污染防治重點區域增加新能源公交車、出租車比例不低于80%。下表是某電動出租汽車的一些參數：整車質量1200kg電機功率75kW每個車輪與地面的接觸面積0.02m20～100km/h加速時間約9.2s最高車速140km/h～185km/h綜合工況耗電量16kW?h/100km（1）使用這種新型能源汽車的好處是：。（2）若汽車以75kW的功率勻速直線運動且在5min內行駛了1500m，電動汽車效率為60%，汽車在行駛過程中受到的阻力。（3）請以這款汽車為例：普通燃油出租車耗油9升每百公里，每升汽油9元，而純電動出租車每度電0.8元（含服務費）。按出租車平均每天行駛500公里年運營350天來算，一年電動汽車比燃油汽車節約的成本是多少？04簡單機械+電路類（2023?永嘉縣校級三模）小明經常在“溫州南”高速路口處看見各種貨車排隊過地秤，以檢驗是否超重。小明設計了如圖所示的“多量程地秤”，其中AB為杠桿（重力不計），O1點為可移動的支點，R1為壓敏電阻，其阻值和壓力大小關系如乙圖所示，R2為“280歐，0.5安”的滑動變阻器，控制電路電壓U為6伏，當通過線圈中的電流為20毫安時，銜鐵被吸下。警示燈的規格為“220伏，100瓦”，警示鈴規格為“220伏，50瓦”，交流電源電壓為220伏。（1）出于節能考慮，小明準備在工作電路的干路上安裝延時開關（可在通電一定時間后自動斷開）。當觸發報警時，可保證工作電路連續工作15秒，計算報警一次工作電路消耗的電能。（寫出計算過程）（2）當R的滑片置于中點且O1A：O1B＝80：1時，計算貨車重力為多大時會觸發報警。（寫出計算過程）（3）要增大該地秤的量程，可以采用的辦法是。05壓強浮力+電路類（2022?上城區模擬）隨著科技的發展，很多地方通過水位自動報警裝置來監測水位的變化。如圖是錢塘江水位自動報警裝置示意圖，A為球形浮子，B裝置（T形）可以上下移動，C為外殼固定不動。當水位上升時，浮子A上升，并推動B上升。（1）當水位達到一定高度時，控制電路接通。此時工作電路紅燈亮（選填“紅燈”或“綠燈”或“同時”），警示水位過高；（2）A和B的總質量為0.6千克，當水位上漲，使浮子A浸入水中體積達到一半時裝置報警，若要保證報警器能正常工作，不計摩擦，則浮子A的體積為多少？（2023春?婺城區期末）某學習小組設計了一個孵化器的恒溫裝置，圖甲為熱敏電阻R、滑動變阻器R1和繼電器等成的恒溫箱的簡單溫控電路。為繼電器線圈供電的電池的電壓為6伏，圖中的“電源”是恒溫加熱箱的電源，繼電器線圈的電阻為100歐。當線圈中電流大于或等于20毫安時，繼電器的銜鐵被吸合，圖乙為熱敏電阻的R﹣t圖像。（1）恒溫箱的加熱器應接在端（選填“AB”或“CD”）（2）孵化小雞時，恒溫箱的溫度設定為40℃，則滑動變阻器R1應取多大阻值？（3）不同孵化時期所需要的孵化溫度略有不同，如要調低孵化溫度，應如何調節滑動變阻器的滑片，并說明理由。電梯為了安全，都設置超載自動報警系統，其工作原理如圖甲所示。已知控制電路電源電壓U＝6V，保護電阻R1＝100Ω，壓敏電阻R2的阻值隨壓力F大小變化如圖乙所示，電梯底架自重和電磁鐵線圈的阻值都忽略不計。（1）電梯超載時，銜鐵被電磁鐵吸住，觸點K與觸點接觸，電鈴發出警報聲，同時電動機（選填“能”、“不能”）工作。（2）當電磁鐵線圈電流達到20mA時，銜鐵剛好被吸住。若該電梯廂內站立總質量為1000kg的乘客時，此時電梯是否超載？（g取10N/kg）（2023?鹿城區校級三模）如圖甲是某項目化小組模擬自動灌注的模型示意圖。該裝置可分為灌注裝置和運輸裝置兩部分。通過運輸裝置中的傳送帶將空杯運輸到灌注臺。灌注裝置在控制電路的控制下，使線圈1定時吸引銜鐵將工作電路接通，噴頭向杯中注入液體。灌注臺下方通過杠桿壓在力敏電阻R2上，運輸裝置中的電流隨著R2的變化而變化。當電流達到一定值時，線圈2吸引延時開關，使電動機工作帶動傳送帶轉動，此時噴頭恰好停止噴出液體。延時開關時間可調以保證新杯子恰好到達灌注臺時斷開。電動機型號：Y200L﹣4額定電壓：220V額定電流：3A頻率：50Hz標準編號：Y200L﹣42020年12月杭州蘋新電機廠【項目調試】（1）電動機的銘牌如表所示，則該電動機正常工作時的功率為瓦。（2）運輸裝置中，杠桿可繞O點轉動，已知OA＝4cm，AB＝2cm，電源電壓U3＝1.2V，線圈電阻不計，空杯、傳送帶、灌注臺和杠桿對R2的壓力均忽略不計，R2阻值隨壓力的變化情況如圖乙所示。當線圈電流大于0.2A時，可使延時開關接通。若某次使用時，R3的阻值為2Ω，求單次灌注液體的質量標準。（3）為使噴頭可以間斷性噴射，控制電路的電源電壓U1呈圖丙周期性變化，E為具有特殊功能的電子元件，當U1＜6伏時，電路中沒有電流通過，當U1≥6伏時，E兩端電壓恒為6伏。當線圈中通過的電流I≥0.5安時，電磁繼電器銜鐵被吸下，噴頭噴射液體，已知噴頭每秒噴出液體質量為100g。某次液體灌注的標準為140g，為使運輸、罐裝過程可連續且高效進行，則R1的阻值應為歐。（2023?龍港市模擬）某科技小組設計了一臺能快速測量液體密度的儀器，其電路設計如圖甲。電源電壓為6伏，R為壓敏電阻，R’為與M筒等高、長度16厘米的均勻電阻絲，阻值為15歐；壓敏電阻放置于M筒下，其阻值隨壓力變化如圖乙。測量時，將待測液體倒入底面積為5厘米2的M筒內，液面上薄板通過支架帶動R’滑片P，使其移至與液面相平處，處理電流表和電壓表示數，可得到液體密度大小。（筒、薄板、支架質量均忽略不計，水密度＝1克/厘米3）（1）裝置的能耗是考查裝置優劣性的標準之一。若往M筒中倒入40厘米3的水，①此時電流表示數為。②計算此時電路消耗的總功率。（2）為了方便根據電流表示數I和電壓表示數U直接得出液體密度，請根據上述信息，用Ⅰ和U表示液體密度＝千克/米3。（2023?金東區二模）如圖甲是坐位體前屈項目測試儀及使用示意圖：測試者兩腿伸直，兩腳分開約15厘米，上體前屈，兩臂伸直前，用中指尖逐漸向前推動游標，直到不能推動為止并維持該姿勢2秒。如圖乙是坐位體前屈項目測試儀原理圖，已知電源電壓恒為6伏，R1＝30歐姆，電阻絲R2粗細均勻，總長度為30厘米。閉合開關，當擋板P在B端時，坐位體前屈成績為0厘米，電流表示數為0.05安培；當擋板P在A端時，坐位體前屈成績為30厘米。求：（1）電阻絲R2的阻值。（2）當擋板P在A端時，電壓表的示數。（3）某位同學成績顯示為18厘米，則在維持姿勢的2秒內整個電路所消耗的電能。（2023?溫州模擬）某STEAM小組設計了一款可用電流表示數顯示拉力大小的測力計模型，并且電流表示數隨拉力的增大而增大。模型電路如圖甲所示，其中ab為長10cm、阻值20Ω的電阻絲，電源電壓恒為6V，R0＝10Ω，其余元件電阻不計，電流表量程為0﹣0.6A，彈簧伸長量與所受力的關系如圖丁所示。忽略彈簧、拉桿和拉環的重力及滑片與電阻絲的摩擦，請完成下列問題。（1）根據設計要求，應連接圖甲虛線框中的（“1和2”或“1和3”）接線柱。（2）圖甲中，閉合開關，在拉環處施加250N的拉力，求1分鐘R0產生的熱量。（3）小明和小科想利用量程是0﹣3伏的電壓表來顯示拉力的大小，設計了圖乙和丙的電路。請你根據如表所示的評價標準，在甲、乙、丙三個方案中選擇合理方案，并至少指出該方案的兩個優點。拉力測力計評價標準評價內容分值示數與拉力大小的關系拉力越大，示數越大3分拉力越大，示數越小2分刻度刻度均勻3分刻度不均勻2分量程可測的最大拉力大3分可測的最大拉力小2分整個電路能源消耗能源消耗較小3分能源消耗較大2分（2023?定海區二模）“安全高于一切，責任重于泰山”。校園安全是學校一切工作的基石，是師生幸福安寧的保障。學校中的某些電器都跟安全有著或多或少的聯系。如圖甲、乙是一種應急燈和其內部結構，圖丙、丁分別是直飲機和其工作原理圖。（1）圖乙中兩個燈泡的規格相同，應急燈電路的有關參數如下表所示。（設燈泡的電阻不隨溫度變化）電源電壓12V單個應急燈泡額定功率9W單個應急燈泡額定電壓9V①當外接電源正常供電時，應急燈（選填“工作”或“不工作”）。②根據表中數據計算，單個應急燈泡的電阻為多大？（2）某學校使用的直飲水機如圖所示，通過“涼水”或“手動”按鈕的狀態（“斷開”或“閉合”）可以選擇出溫水或開水，其工作電路原