专题51 力热电综合计算题 解决力热电综合计算题一般涉及到的物理公式包括速度公式、密度公式、重力公式、压强公式、浮力公式、机械功和功率、机械效率公式、电功公式、电功率公式、物体吸热放热公式、热值公式、热效率公式等；涉及到的物理规律有二力平衡条件、液体压强规律、阿基米德原理、杠杆平衡条件、欧姆定律、焦耳定律、热平衡方程等。 【例题】（2020贵州黔西南）如图是一款可以设定不同出水温度的电热饮水器原理示意图，R是加热电阻丝，阻值为44Ω，R是热敏电阻，其阻值与温度的关系式为Rt=5+0.5t（式中Rt单位是Ω，t的单位是℃），R0是设定温度的变阻器。控制电路中，电源电压为3V。当电磁维电器线圈中的电流小于等于10mA时，衔铁片会弹起，触点分离，热水器停止加热．[c=4.2×103J/（kg·℃）] (1)如果将水只加热到80℃，闭合开关，则滑动变阻器阻值要调到多大？（电磁铁线圈电阻忽略不计） (2)容器内装有700mL、初温为20℃的水，将其加热到100℃，用时4min，则该饮水器正常工作时加热效率是多少? 【答案】(1)；(2) 【解析】(1)由题可知，当温度为80℃时，热敏电阻的阻值为 设定温度为80℃，即80℃时，电路中的电流为10mA合0.01A，此时控制电路中的总电阻为 则滑动变阻器的阻值为 即滑动变阻器的阻值要调到255Ω。 (2)容器内装有700mL合700cm3，则容器内水的质量为 这些水温度由20℃的水升高到100℃，所吸收的热量为 饮水机的工作电路4min，所消耗的电功为 该饮水器正常工作时加热效率为 【对点练习】如图，甲是电子秤的原理图（图中压力表是用电流表改装的）。已知电源电压为24V，电阻R0=60Ω，压力传感器Rx的阻值随所受压力F变化的图象如图乙，压力传感器表面能承受的最大压力为400N，压杆与压力传感器的接触面积是2×10﹣4m2（取g=10N/kg，托盘和压杆的质量忽略不计）。求： （1）托盘里的物体质量越大，压力传感器的阻值如何变化？ （2）当通过压力表电流为0.2A时，压力传感器上方托盘里物体的质量是多少kg？ （3）当压力为200N时，通电700s，R0产生的焦耳热能使质量为0.1kg的水温升高多少℃？ 【答案】（1）2×106（2）40（3）1 【解析】本题考查学生对串联电路电流和电阻特点、电功率和压强知识的掌握，同时结合欧姆定律分析实际问题得出正确结论，要学会灵活运用欧姆定律。 根据公式p=F/S求出传感器能够承受的最大压强；根据图乙分析压力为200N时，传感器的阻值；根据公式I=U/R计算出通过电路中的电流；由公式P=UI=I2R计算出R0的电功率。 （1）称量时，托盘里的物体质量越大，物体的重力越大。因为在水平面上物体的压力和自身的重力相等，所以压力传感器所受的压力越大，由乙图象可知，压力传感器的阻值越小。所以托盘里的物体质量越大，压力传感器的阻值越小。 （2）当通过压力表电流为0.2A时，由I=U/R得电路总电阻为 R总=U/I=24V/0.2A=120Ω 根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可得： Rx=R总﹣R0=120Ω﹣60Ω=60Ω 根据图象可知当Rx=60Ω时，传感器受到的压力为F0=400N 由于托盘和压杆的质量忽略不计，设托盘里物体的质量为m,则F0=G=mg m=F0/g=400N/10N/kg=40kg （3）由图甲知，R0与Rx串联，由图乙知，当压力为200N时，由乙图可知压力传感器Rx的阻值是180Ω 则通过R0的电流： I0=I==24V/(180Ω+60Ω)=0.1A R0产生的焦耳热：Q=I02R0t=（0.1A）2×60Ω×700s=420J Q吸=Q 根据物体吸热公式Q吸=cm(t-to)得到 △t=(t-to)=Q吸/cm=Q/cm=420J/[4.2×103J?/（kg·℃）×0.1kg]=1℃ 【对点练习】如图所示是一种家用蒸汽电熨斗的实物图和铭牌，使用时水箱中的水滴入被加热的底板汽室，迅速汽化产生向下的蒸汽 （1）蒸汽电熨斗正常工作时电阻丝的电阻； （2）在熨斗水箱中注入0.3kg的水，将它平放在水平桌面上，求： ... ...
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