1、专题08电与力考点解读一、方法指导该类题型综合多种物理知识点，紧密联系生活实际，立意于新的物理情景，知识跨度大，综合性强，难度高，解题过程中，应结合题中条件，联系对应的物理模型，选择适当的物理知识分析求解。二、类型解读通常这种类型的分类是根据力、电和热学之间的结合分类，常见的分类有力热综合(如汽车的运动)、电热综合(如电热器)、电力综合(电动车)等，这种分类方式并不能较全面的概括这种类型的综合题，比如题中出现太阳能、潮汐能等能量形式，学生就不知道如何归类。而且这种分类方式也不能具体指导学生如何解答此类综合题，故本书对初中较复杂的这类综合题做如下分类：1、基本公式或基本原理的组合。其中包括力学基
2、本公式和原理、电学基本公式、热学基本公式等在某个实际应用的题干中出现，没有相关的联系。2、能量转化的效率问题。涉及到机械能、电能、热能、太阳能、潮汐能等各种能量相互转化的效率，解题关键是弄清什么能转化成什么能，前者即为总能量，后者为有用的能量，基本的效率公式形式是或。只要能根据能量转换写出效率公式，然后将力学、电学或热学基本公式代入即可解题。3、利用图象或表格进行综合。此类问题往往利用图象或者表格数据将力学、电学和热学综合在一起，常常会和电学的动态电路相结合增加试题的难度。学生要能在图象或表格中找到物理量之间的数量关系，并且熟练掌握动态电路分析，才能顺利解决这类问题。重点考向考点一：电力计算1
3、（2020岳阳）某物理兴趣小组设计了一个拉力传感器，工作原理如图所示。其中M、N均为绝缘材料，将N固定在地面上，P、Q间是可伸缩导线（电阻不计），弹簧上端M和滑动变阻器R2的滑片P固定在一起，电源电压为12V，拉力F竖直向上。闭合开关S，当拉力为10N时，电流表示数为1A，电压表示数为2V（1）拉力F为10N时，求R2接入电路的阻值大小；（2）拉力F为10N时，求10s内R1产生的热量；（3）已知拉力F的大小与滑动变阻器R2接入电路的阻值大小成正比例关系，即：FkR2，求k的数值；拉动M，当电压表示数为8V时，求拉力F的大小。【解析】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电
4、流表测电路中的电流。（1）当拉力为10N时，电流表示数为1A，电压表示数为2V，由I可得，R2接入电路的阻值：R22；（2）因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，拉力F为10N时，R1两端的电压：U1UU212V2V10V，则10s内R1产生的热量：Q1W1U1It10V1A10s100J；（3）R1的阻值：R110，由题意可知，拉力F的大小与滑动变阻器R2接入电路的阻值大小成正比例关系，即：FkR2，则k5N/，当电压表示数为8V时，R1两端的电压：U1UU212V8V4V，因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流：I，即，解得：R220，由FkR2可得，拉力F的大小：FkR25N
5、/20100N。答：（1）拉力F为10N时，R2接入电路的阻值为2；（2）拉力F为10N时，10s内R1产生的热量为100J；（3）k的数值为5N/，当电压表示数为8V时拉力F的大小为100N。2（2020河池）如图是一种用于建筑工地、桥梁施工等工程的爬梯式混凝土搅拌机。工作时，搅拌机将原料加工成混凝土后自动倒入运料斗，在提升电机的带动下，运料斗通过爬梯顶端定滑轮沿竖直爬梯上升到一定位置，然后将混凝土卸下。该爬梯式搅拌机部分参数如表所示，求：型号J2M310整机质量（kg）2000空的运料斗质量（kg）70提升电机额定功率（kW）4.5（1）提升电机正常工作8h，消耗的电能是多少kWh？（2）
6、若运料斗每次能运送混凝土400kg，则运送40m3的混凝土至少需要多少次？（设混凝土的密度为2103kg/m3）（3）某次将装有4000N混凝土的运料斗提升9m，若提升部分的机械效率为80%，则提升过程中运料斗受到的阻力是多少N？（不计绳重及滑轮摩擦）【解析】解：（1）电机正常工作8h，PP额4.5kW，则所消耗的电能：WPt4.5kW8h36kWh；（2）40m2的混凝土的质量：mV40m32103kg/m38104kg，若每次所装混凝土质量为400kg，故要运的次数：n200；（3）有用功为克服混凝重力做的功，因不计绳重、滑轮摩擦及空气阻力，故做的额外功为克服运料斗的重力和克服运料斗受到爬
7、梯的阻力做的功，运料斗的重力G斗m斗g70kg10N/kg700N，则根据可得：提升过程中运料斗受到的阻力fGG斗4000N700N300N。答：（1）提升电机正常工作8h，消耗的电能是36kWh；（2）若运料斗每次能运送混凝土400kg，则运送40m3的混凝土至少需要200次；（3）提升过程中运料斗受到的阻力是300N。3（2020牡丹江）图甲所示是我市某家用电辅热式平板太阳能热水器，其铭牌上标有电加热的功率为1000W图乙是其储水箱水位探测电路原理图，其中电源电压为24V，A为水位指示表（由量程为00.6A电流表改成），R0阻值为10，Rx为压敏电阻，其阻值与储水箱水深的关系如图丙所示。（
8、1）热水器正常电加热时，电热丝电阻多大（结果保留一位小数）？若阴雨天，将储水箱中50kg、30的水加热到50，正常通电要多长时间？若电热全部被水箱中的水吸收且水无热损失（2）当水位指示表指示储水箱水深为0.2m时，探测电路中的电流多大？【解析】解：（1）由题可知，电加热器的额定功率为1000W，正常工作时的电压U220V，由P可得，电热丝的电阻：R48.4；水吸收的热量为：Q吸cmt4.2103J/（kg）50kg（5030）4.2106J，若电热全部被水箱中的水吸收且水无热损失，则WQ吸Pt，所以，通电时间：t4200s；（2）由丙图可知，当h0.2m时，Rx150，则探测电路中的电流：I0
9、.15A。答：（1）热水器正常加热时，电热丝电阻48.4；正常通电要4200s；（2）当水位指示表指示储水箱水深为0.2m时，探测电路中的电流为0.15A。4（2019百色）某服务区水泵房每天需要将重为3106N的水送到36m高的蓄水池里。若用电动机带动一台效率为60%的水泵工作5h来完成蓄水工作。问：（1）水泵对这些水做了多少功？（2）带动水泵的电动机的功率至少为多大？【解析】解：（1）水泵对这些水做功：W有用Gh3106N36m1.08108J；（2）由60%得消耗的电能（总功）W总1.8108J，电动机的功率：P1104W。答：（1）水泵对这些水做了1.08108J的功；（2）带动水泵的
10、电动机的功率至少为1104W。5（2019福建）“国之润，自疏浚始”。新一代国之重器“天鲲号”绞吸挖泥船在河道清淤、湖泊疏浚、吹填造陆等方面发挥着重大作用。（1）“天鲲号”以功率P16600kW进行绞吸，同时以功率P213400kW向远处输送岩石泥沙，工作时间t10min，共做功多少焦？（2）“天鲲号”绞刀的工作原理与家用破壁机相似。某破壁机的额定电压U220V，额定电流I10A“天鲲号”绞刀以功率P16600kW工作，相当于多少台这种破壁机正常工作消耗的总功率？【解析】解：（1）“天鲲号”工作时的总功率：PP1+P26600kW+13400kW20000kW2l07W，工作时间t10min，
11、所做的总功： WPt2l07W1060s1.2l010J；（2）每台破壁机的功率：P0UI220Vl0A2200W，“天鲲号”绞刀以功率P16600kW工作，相当于破壁机正常工作的台数：n3000（台）。答：（1）共做功1.2l010J；（2）相当于3000台这种破壁机正常工作消耗的总功率。6（2019哈尔滨）随着智能化的普及，机器人在人类的生活中扮演着重要的角色。在图书管理领域机器人可以辅助或替代管理员整理图书，表中所列数据是某新型图书智能管理机器人工作的部分技术参数。参数工作电压/V工作功率/W最大负重/N提升重物最大高度/m数据48402000.6现在智能机器人以最大负重将图书匀速竖直提
12、升至最大高度，用时5s。则此次提升过程中：（1）机器人提升图书速度是多少？（2）机器人对书做功是多少？（3）机器人的电动机工作电流是多少（结果保留两位小数）？电动机做功是多少？【解析】解：（1）机器人提升图书速度：v0.12m/s；（2）机器人对书的作用力FG200N，机器人对书做功：WFs200N0.6m120J；（3）由PUI得，机器人的电动机工作电流：I0.83A；电动机做功：WPt40W5s200J。答：（1）机器人提升图书速度是0.12m/s；（2）机器人对书做功为120J；（3）机器人的电动机工作电流是0.83A；电动机做功为200J。7（2019河南）某款水位自动测控仪的测量原理
13、如图甲所示，电源电压U恒为15V，定值电阻R010，R1为一竖直固定光滑金属棒，总长40cm，阻值为20，其接入电路的阻值与对应棒长成正比。弹簧上端固定，滑片P固定在弹簧下端且与R1接触良好，滑片及弹簧的阻值、重力均不计。圆柱体M通过无伸缩的轻绳挂在弹簧下端，重80N，高60cm，底面积为100cm2当水位处于最高位置A时，M刚好浸没在水中，此时滑片P恰在R1最上端；当水位降至最低位置B时，M的下表面刚好离开水面。已知弹簧所受拉力F与其伸长量L的关系如图乙所示。闭合开关S，试问：（1）当水位下降时，金属棒接入电路的长度 ，电压表示数 。（两空均选填“增大”或“减小”）（2）当水位处于位置A时，
14、电压表的示数为多少？（3）水位由位置A降至B这一过程，弹簧的长度增加了多少？电压表的示数变化了多少？（已知水1.0103kg/m3，g取10N/kg）【解析】解：（1）当水位下降时，M所受的浮力减小，弹簧的拉力增大，弹簧的伸长量增大，滑片P向下移动，金属棒接入电路的长度减小；则R1接入电路的阻值减小，根据串联分压特点可知，R1两端的电压减小，即电压表示数减小。（2）当水位处于位置A时，滑片P在R1最上端，此时R120，根据串联电路的电阻特点可知，电路的总电阻：RR0+R110+2030，电路中的电流：I0.5A，由I得，R1两端的电压：U1IR10.5A2010V，即电压表示数为10V。（3）
15、当水位处于位置A时，M刚好浸没，排开水的体积：V排VSh100cm260cm6000cm36103m3，则M受到的浮力：F浮水gV排1.0103kg/m310N/kg6103m360N；则弹簧受到的拉力：F1GF浮80N60N20N，由图乙可知，当F120N时，弹簧的伸长量L110cm；当水位降至位置B时，M的下表面刚好离开水面，所受浮力为零，则此时弹簧受到的拉力：F2G80N，由图乙可知，当F280N时，弹簧的伸长量L240cm；所以，水位由位置A降至B这一过程中，弹簧的长度增加量：LL2L140cm10cm30cm。当水位降至位置B时，R1接入电路的长度：LL总L40cm30cm10cm，
16、因为R1接入电路的阻值与对应的棒长成正比，即：，所以，此时R1接入电路的阻值：R1R1205，此时电路中的电流：I1A，由I得，此时R1两端的电压：U1IR11A55V，即此时电压表示数为5V，所以，电压表的示数变化量：UU1U110V5V5V。故答案为：（1）减小；减小；（2）当水位处于位置A时，电压表的示数为10V；（3）水位由位置A降至B这一过程，弹簧的长度增加了30cm；电压表的示数变化了5V。考点一：力热计算8（2020营口）2020年2月13日，一批增援武汉的军队医护人员乘6架国产“运20”运输机抵达武汉天河机场（如图所示），每架飞机及运送的人员和物资总质量为210t，着陆后，轮胎
17、与地面总接触面积为4.2m2，本次航程1200km，匀速飞行过程中受到的平均阻力是9104N，发动机的效率是40%（航空煤油的热值是4.5107J/kg。g取10N/kg）。求：（1）飞机降落后，静止时对水平地面的压强多大？（2）本次航程，每架飞机发动机牵引力所做的功是多少？（3）本次航程，每架飞机需要航空煤油的质量是多少kg？【解析】解：（1）飞机对地面的压力：FGmg210103kg10N/kg2.1106N，飞机降落后，静止时对水平地面的压强：p5105Pa。（2）飞机匀速飞行时，受力平衡，则牵引力F牵f9104N，本次航程，每架飞机发动机牵引力所做的功：WF牵s9104N1200103
18、m1.081011J。（3）若飞机发动机的效率是40%，即40%，则每架飞机需要航空煤油的质量：m6000kg。答：（1）飞机降落后，静止时对水平地面的压强5105Pa；（2）本次航程，每架飞机发动机牵引力所做的功是1.081011J；（3）本次航程，每架飞机需要航空煤油的质量是6000kg。9（2020太和区校级模拟）如图所示是一款雪地摩托，其净重160kg，静止时与地面的接触总面积为500cm2，当其以最大功率72kW在水平雪地上匀速直线行驶时，最高速度可达108km/h。求：（1）雪地摩托车静止时对水平地面的压强是多少？（2）当该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶时，所受阻力
19、为多少？（3）该车发动机为一款效率为24%的汽油机，若该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶5min，需要消耗多少千克汽油？（q汽油4.5107J/kg）【解析】解：（1）雪地摩托静止时对水平地面的压力：FGmg160kg10N/kg1600N，雪地摩托静止时对水平地面的压强：p3.2104Pa；（2）雪地摩托的速度v108km/h30m/s，根据PFv可得，该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶时，所受阻力：fF牵2400N；（3）根据P可得，该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶5min所做的功：WPt7.2104W560s2.16107J，根据可得，汽油完全
20、燃烧放出的热量：Q放9107J，根据Q放mq可得，汽油的质量：m汽油2kg。答：（1）雪地摩托静止时对水平地面的压强为3.2104Pa；（2）当该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶时，所受阻力为2400N；（3）该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶5min，需要2kg汽油。10（2019铁岭）如图所示是百度在全球的首款无人驾驶巴士“阿波龙”，其空车质量为3000kg，静止时轮胎与地面接触的总面积为0.2m2车满载时以36km/h的速度匀速直线行驶时，所受到的阻力是1380N，求：（q汽油4.6107J/kg，g取10N/kg）（1）“阿波龙”空车静止在水平路面上时，对路
21、面的压强是多少？（2）该车满载时以36km/h的速度做匀速直线运动，牵引力的功率是多少？（3）若该车用效率为30%的汽油机提供动力工作，且以36km/h的速度满载匀速直线行驶了1km，则需消耗多少千克汽油？【解析】解：（1）空车的重力：Gmg3000kg10N/kg3104N，因为车在水平地面上，所以对地的压力：F压G3104N，对路面的压强：p1.5105Pa；（2）36km/h10m/s，因为车匀速行驶时，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以牵引力F牵f1380 N，功率：PFv1380N10m/s13800W；（3）以36km/h的速度满载匀速直线行驶了1km做的功：WFs1380N1000m1.38106J，根据100%知汽油完全燃烧释放的热量：Q放4.6106J，利用Q放mq知，需要消耗汽油的质量：m0.1kg。答：（1）“阿波龙”空车静止在水平路面上时，对路面的压强是1.5105Pa；（2）该车满载时以36km/h的速度做匀速直线运动，牵引力的功率是13800W；（3）若该车用效率为30%的汽油机提供动力工作，且以36km/h的速度满载匀速直线行驶了1km，则需消耗0.1千克汽油。
