中小学教育资源及组卷应用平台 专题39 力、电、热大综合计算 1．（2019·河南）某款水位自动测控仪的测量原理如图甲所示，电源电压U恒为15V，定值电阻R0=10Ω，R1为一竖直固定光滑金属棒，总长40cm，阻值为20Ω，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，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ρ水=1.0×10kg/m3，g=10N/kg) 2.(2018·长沙)如图甲、乙所示，某科技小组自制了一个测量水的深度的装置，它由测量头和控制盒构成，测量头的测量面是一个涂有绝缘漆的底面积为2 cm2的压敏电阻R1，R1的电阻随水对它的压力F的变化关系如图丙所示，控制盒内有一个定值电阻R0和一个最大阻值为90 Ω的滑动变阻器R2，电源电压保持不变，通过电路调节，可使控制盒的功率达最大值Pm，科技小组通过控制盒的功率最小值和Pm的比值来标记水的深度，不计导线的电阻，电压表的量程为0～3 V．科技小组在确保电路安全的情况下，进行如下的操作，(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)求： (1)R1未放入水中时的电阻为多少？ (2)R1未放入水中时，闭合S，断开S1，将R2的滑片移至最上端．此时电压表示数达到最大值，R0的电功率为P0，测量头放到水下深度h1＝10 m时，闭合S，断开S1，将R2的滑片移至某一位置时，R0的电功率为P0′，电路的总功率为P总，R1的电功率为P1.已知P0∶P0′＝9∶4，P总∶P1＝6∶1，此时R0两端的电压为多少？ (3)测量头放到水下深度h2＝3 m时，调节电路，控制盒的最小功率与Pm的比值为多少？ 3. (2019·烟台)某家用电热水器，其工作模式和相关参数如下表。如图为电热水器的原理图，包括工作电路和控制电路两部分，通过电磁继电器自动控制电热水器实现加热状态和保温状态的档位变换。R0、R1为电热丝，R2为滑动变阻器，R为热敏电阻（置于电热水器内），其阻值随温度的升高而减小。红灯、绿灯是电热水器工作时的指示灯，忽略指示灯对电路的影响。 型号 LWI.Z20-19 电源 AD220V 50Hz 加热功率 800W 保温功率 40W 水容量 1.0L （1）分析说明当绿灯亮时，电热水器处于保温状态还是加热状态？ （2）工作时，若要提高电热水器的保温温度，如何调节保护电阻R2的滑片？ （3）R1工作时的电阻是多大？ （4）电热水器处于加热状态时，工作4.2min，可使1L水的温度升高40℃。则该电热水器的效率是多少？[c水=4.2×103J/（kg?℃）,计算结果保留一位小数] 4．(2019·玉林)某物理研究小组设计了一个压力报警装置，工作原理如图甲所示。OBA为水平杠杆，OA长100cm，O为支点，OB︰BA=1︰4；已知报警器R0的阻值恒为10Ω，压力传感器R固定放置，压力传感器受到的压力F与R的阻值变化的关系如图乙所示。当托盘空载时，闭合开关S，电压表的示数为1V；当托盘所受的压力增大，电压表的示数达到2V时，报警器R0开始发出报警信号。托盘、压杆和杠杆的质量均忽略不计，电压表的量程为0～3V．求： （1）电源电压； （2）当报警器开始报警时，压力传感器受到的压力； （3）当托盘受到的压力为120N时，报警器是否报警； （4）当电路输出的电功率与电路在安全状态下输出的最大电功率的比值为5︰6时，托盘受到的压力。 5．(2018·宜昌)近几年来，我国大力 ... ...
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