1、高考资源网（） 您身边的高考专家高一物理开学测试计算题1小明是个很善于把物理知识应用于实际的同学，最近他家中新安装了天然气热水器，如图所示。小明仔细观察了包装箱、热水器铭牌，获得了以下信息：包装箱及热水器的总质量为16kg；“堆码层数极限”标志数为11，即该包装箱在仓储时从地面开始，平放时最大堆放层数是11层，超过则可能把最底层的包装箱压坏；根据包装箱尺寸计算出平放时的底面积为0.4m2 ；热效率为87%。表示该热水器工作时，天然气完全燃烧所消耗的化学能，有87%的转化为水的内能；加热模式为“即热式”。即用热水器给水加热时，只要接通开关让自来水流过热水器，流出的水即可达到设定的水温。水暖想估测
2、该热水器的实际热效率，以核对铭牌上的数值是否准确。他接通热水器工作开关，当流出40kg热水时，让热水器停止工作。已知当时自来水的温度是15，热水器输出的热水温度为40，观察天然气表得知共用了0.15m3的天然气，天然气的热值为3.2107J/m3，水的比热容4.2103J/(kg),g取10N/kg。请帮小明解答下列问题：（1）若在仓储时堆码层达到了极限11层，则最下层的包装箱承受的压强是多大？（2）小明在估测过程中，流过热水器的水吸收的热量是多少？天然气完全燃烧释放的热量是多少？（3）该热水器的实际效率是多少？【答案】【解析】（1）堆码层数达到11层时，最下层的包装箱承受着上面10层的压力，
3、其大小为：，受力面积为：，所以承受的压强为：；（2）流过该热水器的水吸收的热量为：；天然气完全燃烧释放的热量为：；(3)该热水器的实际热效率为：2如图甲所示，电源电压恒定，R0为定值电阻。将滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电压表示数U与电流表示数I间的关系图象如图乙所示。求：（1）滑动变阻器R的最大阻值；（2）R0的阻值及电源电压；（3）当滑片滑到滑动变阻器的中点时，电阻R0消耗的功率。【答案】【解析】（1）当滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电路中的电阻变小，电流变大，R0两端电压变大，电压表示数变小。滑片位于a端时，对应的电压表和电流表的示数分别为8.0V和0.4A；滑片位于
4、b端时电压表示数为0，电流表示数为1.2A。滑动变阻器的最大阻值为：.（2）设电源电压为Um，当滑片P位于a端时，有，当滑片P位于b端时，有，解得.（3）当滑片滑到滑动变阻器的中点时，有，根据，得.3如图甲所示，在2015年某工厂要研发一种新型材料，要求对该材料的承受的撞击力进行测试。在测试时将材料样品（不计质量）平放在压力传感器上，闭合开关，由静止自由释放重物，经撞击后样品材料仍完好无损。从重物开始下落到撞击样品的这个过程中，电流表的示数随时间变化的图像如图乙所示，压力传感器的电阻R随压力变化的图像如图丙所示。电源的电压=24V，定值电阻R0=10。求:（1）在重物下落的过程中， 压力传感器
5、的电阻是多少?（2）在撞击过程中，样品受到的最大撞击力是多少? 【答案】（1）110；（2）600N【解析】（1）由图乙可知，在重物没有撞击传感器的过程中，电路中的电流根据欧姆定律定值电阻两端的电压压力传感器两端的电压为压力传感器的电阻（2）由图丙可知，撞击力最大时，电阻最小，电流最大又由图乙可知，最大的电流为此时，根据串联电路的性质和欧姆定律得压力传感器的电阻为由图丙可知，此时受到撞击力4我国南宋远洋商贸船“南海一号”于2007年成功打捞出水.为复原我国海上丝绸之路历史提供了极其珍贵的实物资料，采用沉井包裹沉船的整体打捞方式，在世界水下考古也是一大创新。某同学为了体验“南海一号”的打捞过程，
6、特利用滑轮组从水下打捞一重物。如图所示，用一个底面积S=0.05m2、高h=0.2m的长方体形状的重物模拟“南海一号”，该同学站在岸边拉动绳子自由端，使重物从水底开始向上运动,假定重物一直做竖直向上的匀速直线运动，并经历三个运动阶段：第一阶段，从重物在水度开始运动到重物的上表面面刚露出水面，绳对重物的拉力 F1=140 N, 用时t1=40s,第二阶段,从重物上表面刚露出水面到其下表面刚离开水面，用时t2=4s，第三阶段，从重物下表面离开水面后在空中上升, 已知动滑轮所受重力G0=60 N, 水=1.0103kg/m3, g=10N/g,不计绳重、轮与轴之间的摩擦及水的阻力，不考虑重物出水前后
7、质量的变化。求：在第一阶段运动中，水对重物的浮力F浮为多大?在第一阶段运动中，绳对重物做功W1为多大?滑轮组在第一阶段运动中的机械效率1和第三阶段运动中的机械效率3分別为多大?【答案】100N；280J；80%【解析】重物体积：V=Sh=0.05m20.2m=0.01m3，在第一阶段运动中，水对重物的浮力：F浮=水gV=1.0103kg/m310N/kg0.01m3=100N；在第二阶段运动中，运动速度：v=h/t2=0.2m/4s=0.05m/s，在第一阶段运动中，重物上升高度h1=vt1=0.05m/s40s=2m，绳对重物做功：W1=F1h1=140N2m=280J；在第一阶段运动中，人
8、拉绳自由端的拉力：，机械效率为；对重物，由平衡条件有G=F1+F浮=140N+100N=240N，在第三阶段运动中，设重物上升高度为h3，滑轮组的机械效率：5自动饮水机已经普遍用于车站、学校等公共场所，它的简化电路图如图所示， 电热丝电阻分别为R1、R2，请根据说明书提供的信息计算（水的密度水=1103 kg/m3，水的比热容C水=4.2103 J/kg）饮水机参数热水温度：90 热胆容积：2 L额定功率：1000 W保温功率：40 W额定电压：220 V频率：50 Hz （1）如果饮水机处在“加热”状态正常工作时，电热丝所产生的热量有80%被水吸收，饮水机的热胆装满水，水温由20加热到90，
9、需用多长时间？(2)开关断开时，饮水机处于 状态（填“加热”或“保温”）。（3）电阻丝R1的阻值。【答案】（1）735s；（2）保温；（3）1161.6【解析】（1）设所需时间为t热胆内水的质量 m=V=2 kg由得（2）保温 因为断开时，电路中的电阻最大，电流最小，总电压不变，由P=UI知，功率最小，为保温状态。（3）S1断开时，饮水机处于保温状态同理R2=48.4R1=R总-R2=1161.66如图所示的电路中，电源电压不变，小灯泡的额定电压为2.5V，变阻器的最大阻值R为定值电阻R0的三倍。闭合开关S，当滑片P置于某点时，电压表示数为2.5V，电流表示数为I1，当滑片P置于最右端时，电流
10、表示数为I2，且I2：I1=4：5。两次变阻器连入电路的电阻之比R1：R=8：15。图是该小灯泡I-U图像。求：（1）小灯泡正常发光时的电阻值。（2）滑片置于最右端时，小灯泡的实际功率。（3）电源电压。【答案】（1）10；（2）0.2W；（3）9V【解析】（1）由图21可知，小灯泡两端电压是2.5V时，通过灯丝的电流是0.25A，则其电阻为：；（2）当电压表的示数为2.5V时，小灯泡正常发光，电路中的电流为0.25A，则I1=0.25A，根据I2：I1=4：5可知I2=0.2A，从图21可知，当电流为0.2A时，小灯泡两端的电压为1V，则小灯泡的实际功率为；（3）设滑片在最右端时，滑动变阻器的
11、电阻为R2，则，所以；此时小灯泡的电阻为，根据滑片移动前后电压相等可得：，即，解得：，由此可知。7如图是工人提升物体的装置示意图，其中AB是一个不计重力、可以绕O点转动的杠杆，且AO:OB=2:5，杠杆B端系有重为1056N物体D，杠杆A端固定着滑轮组。质量为60kg的工人站在水平地面上，他对地面的压强p0=1.2104Pa。当他利用该装置匀速提升重物M时，物体D受到的支持力为N1，工人对地面的压强p1=0.8104Pa，此时滑轮组的机械效率=90%；当工人利用该装置匀速提升重物N时，物体D受到的支持力为N2，工人竖直向下的拉力为F2；已知N1: N2=5: 2，每个滑轮质量都相等，绳重及滑轮
12、与轴的摩擦不计，g取10N/kg。求：（1）提升重物M时工人竖直向下的拉力F1。（2）提升重物N以0.5m/s的速度匀速上升时工人拉力的功率P。【答案】（1）200N（2）600w【解析】利用人对地面产生的压强的变化，根据人的受力情况首先求出当提升物体M时人对滑轮组的拉力；当提升物体M时，分别以物体M、动滑轮、A端定滑轮、杠杆、配重D为研究对象进行受力分析，根据滑轮组的机械效率先求出物体M的重力和动滑轮的重力；然后根据力的平衡和杠杆的平衡条件列出等式，求得物体D受到的支持力为N1；得出N1后根据已知N1：N2=5：2，求出N2，分析出当提升物体N时物体N、动滑轮、A端定滑轮、杠杆、配重D受力情
13、况，再对以上物体根据力的平衡和杠杆的平衡条件逐步求出人得拉力F2、最后即可求功率P。当人站在地面上时受力分析如图1：当提起物体M时各物体受力分析如图2：当提起物体N时各物体受力分析如图3：（1）由图可知：G人=p0S人 G人=F人1+p1S人 由式得： F1=200N（2）提升重物M时，GM+G轮=2F1=400N= = GM=360N G轮=40NFA1=3F1+ G轮=640NFA1L1= FB1L2FA1L1=（GD N1）L2N1= GD FA1=1056N 640N=800NN2=800N=320NFA2L1=（GD N2）L2FA2=（GD N2）=（1056N 320N）=184
14、0NFA2=3F2+G轮F2= (FA2 G轮)/3=600N工人提升重物N以0.5m/s的速度匀速上升时的功率为P,P= F22v=600N20.5m/s=600W。8冬季，养鸡场为了提高产蛋量，夜间需要在鸡舍里用电热器加热并用灯泡照明；白天只需要在鸡舍里用电热器加热，不需要用灯泡照明。小阳根据上述要求设计了一种加热照明装置，这个装置的电路图如图所示，电阻R1和R2是两个用来加热且阻值不变的电阻丝，灯L是标有“220V 160W”的照明灯泡，开关S1、S2的通断只有两种状态，一种是同时断开，另一种是同时闭合。该装置从早晨7:00至17:00处于白天工作状态，连续正常工作10h，这段时间内电流
15、表的示数为5.5A，电阻R1的电功率为P1，电阻R2的电功率为P2，电路的总电功率为P；该装置从17:00至第二天早晨7:00处于夜间工作状态，连续正常工作14h。已知：电源两端的电压U恒为220V，。求：（1）总电功率P；（2）电阻R2的阻值；（3）从早晨7:00到第二天早晨7:00的24h内，该加热照明装置共消耗电能多少千瓦时。【答案】（1）1210W；（2）30；（3）82.1kWh。【解析】该题有两种情况，一是白天的工作状态，灯泡不亮；一是夜间的工作状态，灯泡发光。故我们根据开关的情况就可以判断出：白天工作时是两个开关都断开时的情况，则此时电阻R1与R2串联，电路如图a所示；夜晚是两个
16、开关都闭合时的情况，灯泡与电阻R1并联，电路图b所示。（1）当在白天的工作状态时：由于电流的示数为5.5A，此电流为干路电流，电源电压为220V，故电路中的总电功率为PUI220V5.5A1210W；（2）欲求电阻R2的阻值，它只在图a中出现，故对于图a而言，由于电阻R1的电功率为P1，电阻R2的电功率为P2，且P1/P2=1/3，说明这两个电阻的比值也是1：3，即R23R1，由总电压和总电流可计算出这两个电阻的总电阻为R总40，故电阻R110，R230。（3）欲求消耗的总电能，我们可以分段来计算，一是白天的工作状态，一是夜晚的工作状态。在白天时W1Pt1=1210W10h=12.1kWh；在
17、夜晚工作时，灯泡的电功率为160W，电阻R1的电功率为P14840W，故电路的总电功率为160W4840W5000W；故此时消耗的电能为W25000W14h=70kWh，故该照明装置共消耗的电能为W总12.1kWh70kWh82.1kWh。9用如图甲所示的滑轮组提升水中的物体M1，动滑轮A所受重力为G1，物体M1完全在水面下以速度v匀速竖直上升的过程中，卷扬机加在绳子自由端的拉力为F1，拉力F1做功的功率为P1，滑轮组的机械效率为；为了提高滑轮组的机械效率，用所受重力为G2的动滑轮B替换动滑轮A，如图乙所示，用替换动滑轮后的滑轮组提升水中的物体M2，物体M2完全在水面下以相同的速度v匀速竖直上
18、升的过程中，卷扬机加在绳子自由端的拉力为F2，拉力F2做功的功率为P2，滑轮组的机械效率为。已知：G1G2=30N，=5%，M1、M2两物体的质量相等，体积V均为410-2m3，g取10N/kg，绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均可忽略不计。求：（1）物体M1受到的浮力F浮；（2）拉力F1与F2之比；（3）物体M1受到的重力G。【答案】（1）400N；（2）16：15；（3）760N。【解析】通过读题发现，该题有两种情况，一是用动滑轮A时，一是用动滑轮B时；我们分别对其两种情况进行受力分析可得：将已知条件分别画出来，以加强对已知条件的印象，然后再看所求的问题。（1）欲求浮力，由于物体的体积是已知的
19、，且它们还都浸没于水中，故由阿基米德原理可得：F浮水gV=1.0103104102N=400N；（2）欲求F1：F2，根据它们的功率之比可求出，设重物上升的速度为v，则拉力上升的速度都是2v，故P1F12v，P2F22v，由已知条件可得，故；（3）欲求物体M的重力，因为已知条件中就剩下两个了，我们要想办法在这两个条件中做文章。由于G1G230N； 又因为215%，而滑轮组在忽略绳重与摩擦时，其机械效率=，故当动滑轮为G1时，1=；当动滑轮为G2时，2=；所以存在：5%； 三个未知数，只有两个方程，还不行，再找一个关系式，因为，故根据平衡方程得：2F1GMG1F浮，2F2GMG2F浮；则 对于式
20、，根据合比定理得：，将故G1G230N代入得GMF浮+G2=450N，GMF浮+G1=GMF浮+G2+30N=480N；将它们再代入到中得：5%，故解之得GM=760N。10如图所示，电源电压保持不变，电阻R1为30，小灯泡L标有“6V 3W”字样闭合S,断开S1、S2，滑动变阻器滑片P移至最右端时，小灯泡L恰好正常发光闭合S、S1、S2，滑动变阻器滑片P移动至最左端时，电路消耗的电功率为3W忽略小灯泡电阻随温度的变化.求：（1）电源的电压及小灯泡L的电阻；（2）滑动变阻器的最大阻值；（3）闭合S，断开S1、S2，滑动变阻器消耗的电功率为0.72W时，电流表的示数 【答案】（1）6V；12；（
21、2）20；（3）0.2A；0.3A【解析】（1）当闭合S，断开S1、S2，滑动变阻器滑片P移至最右端时，只有小灯泡接入电路，此时小灯泡L恰好正常发光，电源电压等于小灯泡额定电压，即： 小灯泡的额定电流 小灯泡L的电阻 （2）闭合S、S1、S2，滑片P移至最左端时，滑动变阻器与R1并联 联立得，滑动变阻器的最大阻值 （3）设电流表的示数为I，此时滑动变阻器的阻值为R则： 滑动变阻器消耗的电功率 联立得，电流表的示数 11在建的杨泗港长江大桥是武汉市第十座长江大桥，大桥的两个桥塔均为钢沉井基础，其中2号桥塔的钢沉井在距桥位上游20公里的工厂拼装完成后，采用气囊法整体下水，是世界上同类方法下水质量最
22、大的钢沉井。（江水=1.0103kg/m3，钢=7.9103kg/m3）（1）如图甲所示，在钢沉井的底部两侧塞满气囊，松开固定的钢沉井的钢索后，钢沉井便顺着倾斜的江滩滑入水中。钢沉井入水后能自己滑行数百米，这是由于 。托在钢沉井底部的气囊充气成圆筒状是为了 。（2）钢沉井下水后，依靠拖船将其拖行至指定位置。当拖船对钢沉井输出的总功率为5000Kw时，1min内将钢沉井匀速拖行了120m，试估算这段时间内江水对钢沉井的阻力。（3）工人们将钢板焊接成有18个大小相同的方形孔的钢沉井，其俯视图如图乙所示。钢沉井的长、宽和高分别为77m、40m和23m，质量为6225t。经测算，这样的钢沉井自行滑入江
23、中稳定后，水面下的高度会达到7.5m。为了让钢沉井在江中被拖行时能顺利通过一些浅滩，下水前用质量为31t的钢板在钢沉井底部将一些方形孔密封起来，使钢沉井水面下的高度降到了3.2m。请求出钢沉井底部被密封的方形孔的个数。【答案】(1) 惯性；减小摩擦阻力；（2）（3）9【解析】(1)物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质，称为惯性，钢沉井入水后能自己滑行数百米，这是由于惯性；托在钢沉井底部的气囊 充气成圆筒状是为了减小摩擦阻力，使钢沉井顺着倾斜的江滩更容易滑入江中。（2），因为拖船将钢沉井匀速拖动，所以钢沉井在水平方向上手平衡力作用，即，又由，公式变形得：。（3），密封前，代入数据得：，解得：
24、，每个孔的面积；密封后，带入数据得：，解得；密封的方孔个数。12某兴趣小组用如图甲所示的滑轮组（物体与动滑轮用绳子a连接）匀速拉动放在同一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从200N开始逐渐增加，直到组装滑轮组的绳子b被拉断，每次物体拉动的距离均为2m。通过实验绘出了该滑轮组机械效率随物体受到摩擦力大小变化的关系图像如图乙。（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦）求：（1）动滑轮重力；（2）当滑轮组的机械效率为80%，物体以0.2m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率；（3）一个重500N的同学利用该滑轮组，想独自用竖直向下的力拉断绳子b，请你通过计算分析他能否实现。【答案】（1）200N；（2）
25、160W；（3）该同学不能拉断绳子b 。【解析】（1）由图乙可知，当f1=200N时，=50，因为W有用1 = fs由于不计绳重及绳与滑轮间的摩擦所做的额外功是W额外 = G动s，所以 W总1 = fs+ G动s，又因为1= W有用1/ W总1，所以 1= f1/（f1+G动s)=200N/（200N+G动）=50，故 G动 = 200N；（2）当2=80时，2=f2/（f2+G动）=80，所以f2 = 800N，因为W有用2 = f2s = 800N2m = 1600J，v=s/t，所以t=s/v=2m/0.2m/s =10s因为P=W/t，所以P有用=W有用2/t=1600J/10S=16
26、0W.（3）由图乙可知，当f3=1600N时，绳子刚好被拉断，由于不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，且物体做匀速直线运动所以， 绳b承受的最大拉力F3=（G动+f3)/3=600N因为人的重力为500N，竖直匀速拉动，所以绳子对人的最大拉力为人的重力，根据力的作用是相互的，故人给绳子的最大拉力为500N，由于绳子b承受的最大拉力大于人给绳子的最大拉力，所以该同学不能拉断绳子b 。13小明和妈妈一起去商场选购了“亚米牌”全自动豆浆机，回到家，他马上阅读了使用说明书，了解了豆浆机的主要结构（如图甲）、使用方法及注意事项，并观察了豆浆机铭牌（如图丙），电路原理图可等效成图乙。下表是豆浆机正常工作做一次豆浆
27、的过程中电热管和电动机工作时间与对应的工作状态。请你帮小明解决下列问题： 工作时间（min）0 11 55 66 10工作状态粉碎打浆加热粉碎打浆加热（1）豆浆机正常工作电热丝电阻是多少？（2）豆浆机正常工作做一次豆浆，电流做功多少焦？（3）小明想了解家里电路的实际电压，于是将家里的其它用电器都关闭，他观察到豆浆机的电热丝工作时，家里标有“2000r/kWh”字样的电能表转盘在3min内转了50转，则他家电路的实际电压是多少？（不考虑温度对电阻的影响）【答案】（1）80；（2）3.024105J；（3）200V【解析】（1）根据公式 P=U2/R知道电热丝电阻R=U额2/P额=（220V）2/
28、605W=80（2）电动机和电热丝正常工作做一次豆浆所需时间分别是t1 =2min =120s t2 = 8min= 480s由P=W/t得W1 = P1t1= 100W120s= 1.2104JW2 = P2t2= 605W480s= 2.904105J所以，电流做的功W = W1+W2=1.2104J+2.904105J=3.024105J（3）电热丝3min内消耗的电能W=50r/2000r/kWh =0.025kwh ，所以，电热丝实际功率P实=W/t=0.025kwh/0.05h=0.5kw=500w根据P=U2/R知道U实=200V14电动蛙式打夯机（图甲）是利用冲击和冲击振动来夯
29、实、平整场地的机械，由电动机、皮带轮、偏心块、夯架、夯锤等组成（图乙）。启动电动机，在旋转着的偏心块离心力作用下，夯架绕后轴上下摆动，当夯架向下摆动时夯锤就夯击土层，向上摆动时使打夯机前移，故每夯击一次，机身即向前移动一次。右表是某型号电动蛙式打夯机的部分参数（设夯锤夯击土层的能量全部用于夯实土层）。（1）若打夯机以10m/min 的平均速度沿直线前进，则10min 前进了多少米？（2）为了估算某次夯锤夯击土层时的冲击力，小明将重为4N、底面积为1cm2的圆柱体竖直平放在被夯击土层上，土层被压下的深度与夯锤夯击的深度相同，则此次夯击时的平均冲击力为多少牛？（3）施工时，若打夯机前移消耗的能量为
30、200J/次，则打夯机的机械效率是多少？【答案】（1）100m；（2）2.4104N；（3）40%【解析】（1）打夯机10min 前进： ；（2），由题意知，夯锤夯击时对土层的压强等于圆柱体对土层的压强，故夯击时的平均冲击力为：；（3）打夯机工作1min时， ，。15有两只灯泡，A灯“6V 6W”、B灯 “6V 3W”，A和B中电流随两端电压变化关系的图像如图甲所示（1）将A、B并联接在6V电源两端，求1min内电路消耗的电能；（2）将A、B串联接在某电源两端，使B灯恰好正常发光，求此时A灯电阻；（3）将A与一个滑动变阻器（50 2A）串联接在6V电源两端，如图乙所示调节滑动变阻器，当滑动变阻
31、器的功率和A灯功率相等时，求滑动变阻器的功率【答案】（1）540J；（2）4；（3）2.1W。【解析】（1）1min内电路消耗的电能为：；（2）根据图像：B灯正常发光时，；由图知，所以；（3）因为且，所以，所以，此时，所以。16如图所示，用滑轮组匀速提起1200N的重物，拉力做功的功率为1500W，绳子的自由端向下拉的速度为3m/s，地面对人的支持力为N1，不计绳重和摩擦。（1）滑轮组中有几股绳子承担重物？作用在绳自由端的拉力是多少？（2）滑轮组的机械效率是多少？（3）若用此滑轮组匀速提起2400N的重物时，地面对人的支持力为N2，作用在绳自由端的拉力是多少？若N1:N2=5:1时，人的重力是
32、多少？【答案】（1）有3股绳子承担重物，500N；（2）80；（3）900N；1000N【解析】（1）图中的滑轮组由两个两个定滑轮和一个动滑轮组成，而绳子的固定端系在动滑轮上，所以承担重物的绳子股数为3股；因拉力做功的功率为1500W，绳子的自由端向下拉的速度为3m/s，由P=Fv可得F=P/v=1500W/3m/s=500N；（2）滑轮组的机械效率=W有/W总=Gh/FS=G/3F=1200N/3500N=80；（3）由于不计绳重及摩擦，所以F=（G+G动）/3；G动=3F-G=3500N-1200N=300N；当提升物重G=2400N时，F=（G+G动）/3=（2400N+300N）/3=
33、900N；由力的作用是相互的可得人拉绳子的力与绳子拉人的力是相等的，对人进行受力分析可得，人受3个力的作用，重力、拉力、支持力且N=G人-F拉；所以N1=G人-F=G人-500N；N2= G人-F=G人-900N；又N1:N2=5:1；解得G人=1000N。17如图甲是用来焊接自来水管的塑料热熔器，通电后，加热头发热，使需对接的塑料水管的两头熔化，将它们对接，紧压在一起，冷却后就可以焊接成一根水管了，其电路部分如图乙所示，S1是手控开关，S2为温控开关，ND为指示灯，R1是限流电阻，R2和R3为电热丝，表是它的术参数产品名称便携式自动控温式PPR/PPR塑料管材型号20-32MM（配20、25
34、、32模头）环境温度-20-50额定电压220V加头温度2605功率加热状态电热丝功率：1000W保温状态电丝功率：250W安全指标绝缘电阻不小于1M请解答下列问题：（1）若指示灯ND用“3V 10mA”的发光二极管，则限流电阻R1的阻值多大才能使指示灯正常发光？（2）电热丝R2的阻值多大？（3）当环境温度是20时，熔化1kg的PVC塑料需要吸收106J热量，此时塑料热熔器的效率为90%某次熔接需要熔化90g的PVC，在塑料热熔器正常工作情况下需要加热多长时间？【答案】（1）2.17104；（2）145.2；（3）100s【解析】（1）限流电阻R1的电压为220V-3V=217V，限流电阻R1
35、的电流为10mA，则限流电阻R1的阻值为217V/10mA=2.17104 ；（2）由题意可知：R3=U2/P1=（220V）2/1000=48.4，R2+R3=U2/P2=（220V）2/250=193.6，所以可得电热丝R2的阻值为145.2 ；（3）熔化90g的PVC需要吸收的热量为9104J，需要消耗的电能为9104J/90%=1105J，所以加热时间为：t=W/P=1105J/1000W=100s。18在如图所示的电路中，电流表的量程为00.6A，电压表的最程为03V，R34。求：（1）只闭合开关S1时，电路消耗的功率为4W，则电源电压U=?（2）只闭合开关S2时，灯泡R,1正常发光
36、，R3消耗的功率为0.64W，则灯泡的电阻R1=?（3）只闭合开S3时，在不损坏电流表、电压表和灯泡的情况下，则变阻器R2的取值范围是多少?【答案】（1）4V；（2）6；（3）418【解析】（1）只闭合开关Sl时，等效电路如下图 电源的电压为（2）只闭合开关S2时：等效电路如下图 电路中电流为此时R3两端的电压为电阻R1两端的电压为电阻R1的阻值为（3）只闭合开关S3时，等效电路如下图 滑片左移时，灯泡正常发光时的电流为0.4A，所以在不损坏电流表和电灯的情况下有：电路中的最大电流为此时电路中的总电阻为，滑动变阻器接入电路的最小值为；当滑片右移时，在不损坏电压表的情况下有：电压表的示数，R1两端的电压为，此时通过滑动变阻器的电流为，滑动变阻器接入电路的最大阻值为；变阻器R2的阻值范围是。- 22 - 版权所有高考资源网
