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2025年中考物理三輪復習臨門一腳挑戰13個壓軸專題練（高分法寶）
專題12 力熱電磁大綜合計算題（17道）
1．（力熱綜合）一輛四輪家庭轎車的部分數據如表所示，在一次旅行時，司機駕駛該汽車沿一平直公路持續行駛至A市的過程中，先后通過如圖所示的甲、乙、丙三個標志牌，牌上的地址和數字表示從該標志牌處沿這一公路到達牌上地址的路程。已知從甲地到乙地汽車行駛的平均速度是24m/s，從乙地行駛到丙地，所花的時間為5min。求：
汽車（包括人員及物品）總質量/kg 2000
停放時每個輪胎與地面的接觸面積/cm2 250
汽油的熱值/（J/L） 3.6×107
汽油的熱效率 25%
（1）這輛車（包括人員及物品）停放在水平地面上時對地面的壓強；
（2）求汽車從標志牌甲運動到丙這個過程中的平均速度；
（3）通過儀表盤顯示的數據可知，從標志牌乙到丙的過程中，汽車消耗0.7L汽油，且汽車在這一過程中的牽引力恒定，求這一過程中牽引力的大小。
【答案】（1）這輛車（包括人員及物品）停放在水平地面上時對地面的壓強為2×105Pa；
（2）汽車從標志牌甲運動到丙這一過程中的平均速度為90km/h；
（3）牽引力的大小為700N
【解答】解：（1）這輛車（包括人員及物品）的總重力：
G＝mg＝2000kg×10N/kg＝2×104N，
車（包括人員及物品）停放在水平地面上時對地面的壓力：
F壓＝G＝2×104N，
則車（包括人員及物品）停放在水平地面上時對地面的壓強：
p＝＝＝2×105Pa；
（2）由圖可知，汽車從標志牌甲運動到丙的路程為s＝47km﹣2km＝45km，
從甲運動到乙的路程s'＝47km﹣11km＝36km，
由v＝可知，從甲運動到乙的過程中所用時間：
t'＝＝＝h＝×60min＝25min，
則甲運動到丙所用時間：
t總＝25min+t'＝25min+5min＝30min＝h，
從甲運動到丙這一過程中的平均速度：
v＝＝＝90km/h；
（3）汽油完全燃燒放出的熱量：
Q放＝Vq＝0.7L×3.6×107J/L＝2.52×107J，
由η＝×100%可知，牽引力做的功：
W＝ηQ放＝25%×2.52×107J＝6.3×106J，
牽引力的大小為：F＝＝＝700N。
答：（1）這輛車（包括人員及物品）停放在水平地面上時對地面的壓強為2×105Pa；
（2）汽車從標志牌甲運動到丙這一過程中的平均速度為90km/h；
（3）牽引力的大小為700N。
2. （力熱綜合）山西擁有豐富的歷史文化遺產。暑假期間小明一家從平遙古城自駕前往五臺山，進行古建筑研學旅行。平遙古城到五臺山全程約360km，駕車前往大約需要4h。（汽油的熱值q取4.5×107J/kg，汽油的密度ρ取0.8×103kg/m3）
（1）求汽車的平均速度。
（2）汽車全程消耗汽油25L，求汽油完全燃燒放出的熱量Q。
（3）若汽車發動機全程的平均功率為25kW，求汽車發動機的效率。
【答案】（1）90km/h；（2）9×108J；（3）40%
【解析】（1）汽車的平均速度
（2）全程消耗汽油的體積為
V=25L=0.025m3
汽油的質量為
m=ρV=0.8×103kg/m3×0.025m3=20kg
汽油完全燃燒放出的熱量
Q=mq=20kg×4.5×107J/kg=9×108J
（3）汽車全程所做有用功為
W=Pt=25×103W×4×3600s=3.6×108J
則汽車發動機的效率
答：（1）汽車的平均速度為90km/h；
（2）汽汽油完全燃燒放出的熱量為9×108J；
（3）汽車發動機的效率為40%。
3. （電熱綜合）如圖甲所示是我市某公園的便民飲水點及其飲水機內部電路簡化圖，其中的阻值為48.4Ω，和均為阻值不變的電熱絲，飲水機有加熱和保溫檔，正常工作時，保溫檔功率為110W。[]
（1）求飲水機在保溫檔正常工作時的電流；
（2）當只有飲水機工作時，將3kg水從10℃加熱到100℃，加熱前后公園安裝的數字式電能表示數如圖乙所示，求飲水機的加熱效率；
（3）為節能減排，相關部門計劃在該公園安裝如圖丙所示的太陽能電池為飲水機供電。已知晴天太陽能電池一天能發電0.4kW·h，要求所有太陽能電池晴天一天的發電量能供飲水機使用3天。飲水機每天正常工作加熱時間計為3h，保溫時間計為8h，求至少要安裝多大面積的太陽能電池。
【答案】（1）0.5A；（2）90%；（3）29.1m2
【解析】（1）正常工作時，保溫檔功率為110W，則在保溫檔正常工作時的電流
（2）將3kg水從10℃加熱到100℃，水吸收熱量
由加熱前后公園安裝的數字式電能表示數可知，消耗電能
飲水機的加熱效率
（3）由甲圖可知，閉合開關S和S1，電路中只有R1工作，由可知為加熱檔，則加熱檔功率
飲水機每天正常工作加熱時間計為3h，保溫時間計為8h，3天消耗電能
已知晴天1m2太陽能電池一天能發電0.4kW·h，則至少要安裝的太陽能電池面積
答：（1）飲水機在保溫檔正常工作時的電流為0.5A；
（2）飲水機的加熱效率為90%；
（3）至少要安裝的太陽能電池面積為29.1m2。
4. （熱電綜合）我國制造的新型材料PTC、NTC可制成熱敏電阻，現已打破國外技術壟斷，被廣泛應用于新能源汽車、電熱器等多種電子產品。如圖甲所示為PTC、NTC熱敏電阻阻值隨溫度變化關系的圖像。如圖乙所示的電路，電源電壓恒為6V，電壓表量程，滑動變阻器Rp的阻值范圍為，Rx的位置可接入PTC或NTC熱敏電阻。
（1）由圖甲可知，在之間PTC熱敏電阻的阻值隨溫度升高的變化情況是__________；
（2）NTC熱敏電阻溫度為240℃時阻值為56Ω，將其接入圖乙中的Rx位置，閉合開關，移動滑片，使電壓表示數為2.8V，求通過NTC熱敏電阻的電流和通電10s它所消耗的電能；
（3）現有PTC和NTC熱敏電阻各一個，請任選其一接入圖乙中的Rx位置，在熱敏電阻溫度為152℃時移動滑片，使電壓表示數為2.5V，然后保持滑片位置不變。為保證電路安全，求所選熱敏電阻允許降到的最低溫度。（計算過程中若有近似，請用分數代入計算）
【答案】 （1）先變小后變大 （2）0.05A 1.4J （3）見解析
【解析】（1）在之間PTC熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，在之間PTC熱敏電阻的阻值隨溫度升高而增大，所以在之間PTC熱敏電阻的阻值隨溫度升高的變化情況是先變小后變大。
（2）通過NTC熱敏電阻的電流
通電10sNTC熱敏電阻所消耗的電能
（3）在熱敏電阻溫度為152℃時，兩曲線相交，無論是PTC還是NTC熱敏電阻接入電路，阻值均為60歐姆，此時電壓表示數為2.5V，則Rp兩端的電壓為
串聯電路電壓比等于電阻比，故Rp連入電路的阻值為
解得
電壓表最大測量值為3V，此時和Rp兩端電壓相同，串聯電路電流處處相等，所以和Rp的阻值相等，為84歐姆。由圖甲可知，若將PTC接入電路，最低溫度為24℃；若將NTC接入電路，最低溫度為80℃。
5.（力電綜合） 小孟在實驗室設計了一款測量物體重力的裝置，其示意圖如圖甲，物體放在有彈簧支撐的托盤上，彈簧底部固定，該裝置可以通過電表示數轉換測出重力大小。圖乙是變阻器接入電路中的阻值RP。與被測物體重力G的關系圖像。電源電壓恒為24V，定值電阻R0為30Ω，電流表量程為0~0.6A，電壓表量程為0~15V，變阻器標有“50Ω 1A”。
（1）閉合開關S，當電流表示數I=0.4A時，求物體的重力G。
（2）在保證電路各元件安全的情況下，求RP的變化范圍。
【答案】（1）4N；（2）18Ω~50Ω
【解析】（1）當電流表示數I=0.4A時，電路中的總電阻
此時RP大小
RP= R-R0=60Ω-30Ω=30Ω
根據圖乙可知，此時物體重力為4N。
（2）因電壓表的量程為0~15V，故R0能通過的最大電流
結合電流表量程、滑動變阻器允許通過的最大電流可得，電路的最大電流
Imax=I0=0.5A
此時RP的最小阻值
當物體重力為0時，RP取最大阻值50Ω，此時電路安全，故
所以RP的變化范圍為18Ω~50Ω。
答：（1）閉合開關S，當電流表示數I=0.4A時，物體的重力為4N；
（2）在保證電路各元件安全的情況下，RP的變化范圍為18Ω~50Ω。
6．（力電磁綜合）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 　?。ㄟx填“增強”、“減弱”或不變”）。
（2）若小明的體重為400N，他站在靜止的電梯上，腳與電梯地面的總接觸面積為0.04m2，則此時小明對電梯地面的壓強為多少？
（3）某次電梯正常運行時，測得通過電磁鐵線圈的電流為10mA，則此時電梯載重為多少？
（4）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 1 000kg的乘客時，試通過計算說明電梯是否超載？（g取10N/kg）
【答案】見解析
【解析】（1）在控制電路中，當壓敏電阻 R2受到的壓力 F 增大時，其阻值減小，電路中的總電阻減小，由 I＝知，電路中的電流變大，電流增大時電磁鐵的磁性增強。
（2）小明對電梯地面的壓力 F＝G＝400 N；
小明對電梯地面的壓強p＝＝＝1×104Pa；
（3）電路總電阻 R＝＝＝600Ω；
根據串聯電路電阻特點可知，此時壓敏電阻的阻值 R2＝R﹣R1＝600Ω﹣100Ω＝500Ω；
由圖乙可知此時壓敏電阻所受的壓力為 F1＝6×103 N，故此時電梯載重為 6×103 N；
（4）電梯廂內站立總質量為 1000kg 的乘客時，電梯受到的壓力等于乘客的重力，
即 F2＝G'＝mg＝1000 kg×10 N/kg＝104 N；
由題圖乙可知，當壓力 F2＝104 N 時，對應的壓敏電阻阻值 R2'＝100Ω，
因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，則控制電路中的電流；
I'＝＝＝0.03A＝30mA；
因 30 mA＞20 mA，所以，此時電梯超載；
答：（1）增強；
（2）小明對電梯地面的壓強為1×104Pa；
（3）電梯載重為6×103 N；
（4）電梯超載。
7. （熱電綜合）某款家用儲水式電熱水器額定電壓為220V，額定功率為3000W，額定容量為60L，圖甲是其電路原理圖。插上插頭，電熱水器儲滿水后，閉合開關S，溫控器開關K接觸點1，對水進行加熱，當加熱溫度達到設定溫度時，K跳轉接觸點2，保溫指示燈L亮起，停止加熱；當水溫下降，低于設定溫度時，K再次接觸點1進行加熱。、、為加熱電阻，其中。該電熱水器的加熱模式有四個擋位，選擇“一擋”，、均斷開。選擇“二擋”，閉合、斷開；選擇“三擋”，斷開、閉合，“三擋”加熱時的功率是“二擋”加熱時功率的1.5倍，選擇“四擋”，、均閉合，此時電熱水器在額定功率下工作。溫控器開關K的結構如圖乙所示，繞O點轉動的杠桿OAB和繞點轉動的杠桿通過彈簧相連。溫包內充滿熱脹冷縮的感溫液體，置于水中，溫度與水溫一致，水溫升高，感溫液體膨脹使膜盒頂端在A位置推杠桿OAB，當水溫達到設定溫度，動觸點C與觸點2相接，電熱水器停止加熱。調溫旋鈕為凹輪結構，繞固定軸M轉動，順時針轉動調溫旋鈕，ME距離減小。[，]
（1）該電熱水器儲滿60L水后，若選擇“四擋”加熱，加熱效率為84%，將水從30℃加熱到45℃需要的時間為多少？
（2）電阻的阻值為______Ω，該電熱水器在“一擋”工作時的電流為______A（保留1位小數）。
（3）為提高所設定的加熱溫度，應如何旋轉調溫旋鈕？請寫出做法并說明理由。
【答案】（1）1500s；（2）96.8Ω，1.2A；（3）見詳解
【解析】（1）60L水的質量
將水從30℃加熱到45℃水吸收的熱量
加熱器消耗電能
選擇“四擋”，、均閉合，此時電熱水器在額定功率下工作，需要的時間
（2）選擇“二擋”，閉合、斷開，此時單獨接入電路，電路功率
選擇“三擋”，斷開、閉合，此時單獨接入電路，電路功率
“三擋”加熱時的功率是“二擋”加熱時功率的1.5倍，則
則，選擇“四擋”，、均閉合，此時、、并聯，電路功率
解得，則電阻的阻值
選擇“一擋”，、均斷開，三個電阻串聯，電熱水器在“一擋”工作時的電流
（3）溫包內充滿熱脹冷縮的感溫液體，置于水中，溫度與水溫一致，水溫升高，感溫液體膨脹使膜盒頂端在A位置推杠桿OAB，當水溫達到設定溫度，動觸點C與觸點2相接，電熱水器停止加熱。為提高所設定的加熱溫度，感溫液體膨脹對杠桿OAB的推力變大，根據杠桿平衡條件，應使彈簧對B點的拉力變大，因為順時針轉動調溫旋鈕，ME距離減小，則應逆時針轉動調溫旋鈕，使ME距離變大，增大彈簧伸長量，使彈簧對B點的拉力變大。
答：（1）將水從30℃加熱到45℃需要的時間為1500s；
（2）則電阻的阻值為96.8Ω，該電熱水器在“一擋”工作時的電流為1.2A；
（3）應逆時針轉動調溫旋鈕。
8.（力電綜合） 學校開展了防溺水安全教育后，小華組經過合作探究，設計了一種可以戴在手腕上的防溺水定位求救報警器，其簡化電路如圖甲所示。已知電源電壓為6V，報警器由電壓表改裝，是定值電阻，是壓敏電阻，圖乙是壓敏電阻阻值隨水深h變化的圖像。報警器未浸入水中時，的阻值為40Ω，電流表示數是0.12A；報警器浸入水下深度h大于等于1m時，報警器報警，當h為1m時，兩端的電壓為1.5V。通過計算回答：
（1）報警器未浸入水中時，兩端的電壓是多少？
（2）報警器浸入水下深度h為1m時，通過的電流是多少？
（3）報警器浸入水下深度h為1m時，的電功率是多少？
【答案】（1）4.8V （2）0.15A （3）0.675W
【解析】（1）由甲圖可知，與串聯，電流表測串聯電路中的電流，由乙圖可知，報警器未浸入水中時，的阻值為40Ω，電流表示數是0.12A，則兩端的電壓
（2）由于報警器浸入水下深度h為1m時，兩端電壓為1.5V，電源電壓為6V，由串聯電路中電壓規律可知，兩端的電壓
由乙圖可知，報警器浸入水下深度h為1m時，的阻值為30Ω，通過的電流
（3）報警器浸入水下深度h為1m時，的電功率
9. 為了方便學生就餐，某學校餐廳使用了一款智慧餐盤，該系統可以自動識別餐盤中食品的種類和質量，并在顯示屏上顯示出價錢，通過人臉識別系統自動扣費。某實踐小組在了解智慧餐盤的工作原理后，他們利用電壓恒為24V的電源、量程為0~15V的電壓表、定值電阻、滑動變阻器R（最大阻值為100Ω）等器材設計了一款自動稱量裝置，使用時，物體的質量可以從標注質量后的電壓表表盤上直接讀出。當餐盤不放物體時，滑片P恰好位于滑動變阻器的a端，如圖甲所示。閉合開關S，滑片P從滑動變阻器的a端移動到b端的過程中，電壓表的示數由0逐漸增大到15V，此過程的最大稱量質量為2kg。實踐探究過程中同學們還發現，滑片下移的距離與餐盤中所放物體質量的大小成正比，滑動變阻器a端與滑片P所在位置之間的阻值和aP之間的距離成正比。求：
（1）定值電阻在電路中的作用是什么？阻值為多少？
（2）整個電路消耗的電功率的變化范圍是多少？
（3）當滑片P位于滑動變阻器的中點時，電壓表的示數為多少（結果保留一位小數）？此時對應的物體質量為多少？
（4）實踐小組在對電壓表表盤進行質量標注的過程中發現，表盤上原刻度的每一小格對應的質量值是不同的，即質量刻度不均勻，如圖乙所示。請設計一個可以實現質量刻度均勻的電路，在圖丙方框內畫出，并從節能的角度對甲、丙兩個電路作出評價。
【答案】（1）保護電路，；（2）；（3），1千克；（4），見解析
【解析】（1）根據甲圖可知，定值電阻與滑動變阻器R串聯，電壓表測量R兩端電壓，在R接入電路中的電阻為0時，定值電阻可以保護電路；根據題意可知，電壓恒為24V的電源、量程為0~15V的電壓表、定值電阻、滑動變阻器R（最大阻值為100Ω），滑片P從滑動變阻器的a端移動到b端的過程中，電壓表的示數由0逐漸增大到15V，此過程的最大稱量質量為2kg，此時的電壓是15V，滑動變阻器R接入電路阻值最大，為100Ω，此時電路中的電流是
定值電阻的阻值為
（2）根據題意可知，滑片P從滑動變阻器的a端移動到b端的過程中，電壓表的示數由0逐漸增大到15V，所以滑片P在a端時，電路中只有定值電阻，根據
可知，整個電路消耗的電功率為
滑片P在b端時，定值電阻與滑動變阻器R串聯，同理可知，整個電路消耗的電功率為
整個電路消耗的電功率的變化范圍是；
（3）當滑片P位于滑動變阻器的中點時，滑動變阻器接入電路中的電阻為50Ω，此時電路中的電流為
電壓表的示數為
滑片下移的距離與餐盤中所放物體質量的大小成正比，最大稱量質量為2kg，當滑片P位于滑動變阻器的中點時，質量為1kg。
（4）要使表盤上刻度均勻，必須保證電流不變，電壓表示數與它所跨接的部分阻值成正比，電路如圖；
與圖甲相比，該電路電流最小且保持不變，比圖甲電路更節能。
10. （力熱綜合）據統計，每燃燒1kg燃油約排放3.3kg二氧化碳。為實現碳達峰、碳中和的目標，氫能作為一種綠色低碳的清潔能源在我國交通領域的應用場景不斷擴大，使用氫燃料電池的交通工具不斷豐富，其應用流程如下。
（1）氫燃料電池將化學能直接轉化為______能；
（2）當儲氫瓶內氣體壓強為時，求瓶內壁的面積上受到的壓力；
（3）以氫燃料電池卡車為例，若卡車在水平路面上勻速行駛72km用時1h，功率為172kW。
①求卡車的行駛速度；
②求卡車所受牽引力；
③與燃油卡車相比，氫燃料電池卡車行駛72km可減排二氧化碳的質量為多少？（燃油機的效率取36%，燃油的熱值q?。?br/>【答案】 （1）電 （2） （3） 20m/s 132kg
【解析】（1）氫燃料電池發生化學反應，將化學能直接轉化為電能，供用電器使用。
（2）當儲氫瓶內氣體壓強為時，由得，瓶內壁的面積上受到的壓力
（3）①卡車的行駛速度
②根據可得，卡車輸出能量
由可得卡車勻速行駛72km所受牽引力
③解法一：由
可得，燃油完全燃燒釋放的熱量為
由可得需要的燃油
減排的二氧化碳
解法二：
燃油燃燒生成的熱量
效率
聯立可得
需要的燃油
減排的二氧化碳
11. （力熱綜合）如圖所示為我國研制的四座氫燃料內燃機飛機驗證機。該飛機使用氫為燃料，高壓儲氫罐可儲氫4kg，最大起飛質量可達。已知飛機靜止在水平地面上時，輪胎與地面的總接觸面積為；在空中以180km/h的速度勻速直線巡航時，前置螺旋槳為飛機提供的牽引力為。已知氫的熱值為。求：
（1）發動機未工作前，飛機靜止在水平地面上，達到最大起飛質量時對地面的壓強為多少？
（2）高壓儲氫罐內4kg的氫完全燃燒放出的熱量為多少？
（3）飛機以180km/h的速度勻速直線巡航0.5h，前置螺旋槳為飛機提供的牽引力做的功為多少？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）飛機靜止在水平地面上時的壓力
飛機靜止時對水平地面的壓強
（2）氫完全燃燒放出的熱量
（3）由可得，飛機勻速巡航的路程
牽引力做的功
答：（1）達到最大起飛質量時對地面的壓強為6×104Pa；
（2）高壓儲氫罐內4kg的氫完全燃燒放出的熱量為5.6×108J；
（3）前置螺旋槳為飛機提供的牽引力做的功為1.8×108J。
12. （電熱綜合）如圖甲所示是一款利用高溫水蒸氣熨燙衣服的家用便攜式掛燙機，它的正常工作電壓為220V。有高溫、低溫兩個加熱檔位，其內部簡化電路如圖乙所示，當雙觸點開關S接觸1和2時為關機狀態。、是兩個阻值不變的電熱絲，。求：
（1）掛燙機使用低溫檔位正常工作時的電功率為多少？
（2）若某次使用時，用高溫檔位正常工作，將0.2kg的水從20℃加熱到100℃，水吸收的熱量是多少？
（3）若（2）問中用高溫檔位正常工作，加熱過程共用時80s，則此次加熱過程，該掛燙機的加熱效率是多少？
【答案】（1）500W；（2）；（3）84%
【解析】（1）當開關接觸2和3時，與串聯接入電路，使用低溫檔位工作，與串聯總電阻為
使用低溫檔位正常工作時的電功率
（2）水吸收的熱量是
（3）當開關接觸3和4時，只有工作，用高溫檔位加熱，掛燙機高溫檔位的電功率
掛燙機高溫檔位加熱消耗的電能
該掛燙機的加熱效率
答：（1）掛燙機使用低溫檔位正常工作時的電功率為500W；
（2）水吸收的熱量是6.72×104J；
（3）此次加熱過程，該掛燙機的加熱效率是84%。
13. （電熱綜合）一款小型電火鍋如圖甲所示，通過擋位開關實現高、中、低三擋控溫功能；圖乙是它的簡化電路圖，均為加熱電阻（阻值保持不變）。已知的阻值為176Ω，電火鍋的部分參數如下表所示。求：
（1）的阻值是多少？
（2）電火鍋在低溫擋工作時的功率是多少？
（3）某次使用時，在標準大氣壓下，用中溫擋將1kg水從20℃加熱到沸騰，用時14min，不計熱量損失，該電火鍋中溫擋的實際功率是多少？
額定電壓 220V
低溫擋功率
中溫擋功率 440W
高溫擋功率 1100W
【答案】（1）66Ω；（2）220W；（3）400W
【解析】（1）從表格中可知，高溫檔的功率為1100W，再由圖乙可知，當高溫檔時，只R3連入電路，電源電壓為220V，由得，R3的電阻值為
從表中還可知道，中溫檔的功率為400W，再由圖乙，中溫檔時，只有R2和R3串聯接入電路，電源電壓220V，根據電功率推導式得
解得，即R2的阻值是。
（2）低溫檔時，R1，R3串聯，由（1）得電火鍋在低溫擋工作時的功率為
（3）水吸收的內能為
不計熱損失，高溫檔時，消耗的電能為
該電火鍋的實際功率為
答：（1）的阻值是66Ω；
（2）電火鍋在低溫擋工作時的功率是220W；
（3）該電火鍋中溫檔的實際功率是400W。
14. （力熱綜合）科技助“荔”打造智慧果園。海南荔枝農利用植保無人機巡邏、噴藥、施肥，百苗荔枝施肥只需三小時。作業前，裝滿藥劑和汽油的無人機停在水平地面上，對水平地面的壓強為，支架與水平地面的總接觸面積為。作業時，該無人機先勻速直線上升3m，接著水平勻速飛行噴灑藥劑。無人機上升時空氣阻力和汽油消耗忽略不計。請完成下列問題。（，，?。?br/>（1）無人機勻速上升時升力與總重力_______（選填“是”或“不是”）一對平衡力。
（2）滿載時無人機的總質量為多少kg？
（3）上升過程升力做了多少功？
（4）若無人機的熱機效率是40%，無人機消耗200mL汽油所做的有用功是多少？
【答案】（1）是 （2）25kg （3） （4）
【解析】（1）無人機勻速上升時處于平衡狀態，在豎直方向上受到的升力與總重力是一對平衡力，大小相等。
（2）滿載時無人機的總重力為
滿載時無人機的總質量為
（3）上升過程升力大小為
上升過程升力做的功為
（4）200mL汽油的質量為
200mL汽油完全燃燒放出的熱量為
無人機消耗200mL汽油所做的有用功為
15. （力電綜合）小海對壓敏電阻的特性很感興趣，他在老師的協助下制作了一個簡易電子秤，圖甲為設計原理圖。電源電壓保持不變，為定值電阻，為壓敏電阻，重量指示表由一只量程為0~0.6A的電流表改裝而成，放在上的是輕質絕緣托盤，的阻值與壓力的關系如圖乙所示。請完成下列問題。
（1）由圖乙可知，壓敏電阻的阻值隨著壓力F的增大而___________；
（2）閉合開關S后，在托盤中放置重為2N的物體時，電流表示數為0.24A；放置重為4N的物體時，電流表示數為0.6A。定值電阻為多大？
（3）在托盤中放置一個蘋果，電流表指針指在滿刻度的位置，此蘋果的重力為多大？
（4）在調試過程中，發現此電子秤量程較小，想要增大電子秤的量程，請你用學運的物理知識，在不改變原電路及元件的基礎上，設計一個增大量程的簡要方案。（可用簡要文字、表達式、示意圖進行說明）
【答案】（1）減小 （2）10Ω （3）1N （4）將電流表的量程改用大量程
【解析】（1）由圖乙的信息可得，壓敏電阻的阻值隨著壓力F的增大而減小。
（2）由圖甲得，定值電阻R0、壓敏電阻Rx串聯，電流表測量電路電流。閉合開關S后，在托盤中放置重為2N的物體時，壓敏電阻Rx受到的壓力
由圖乙得，壓敏電阻Rx的阻值為90Ω，電流表示數為0.24A，由歐姆定律得，此時壓敏電阻Rx的電壓為
放置重為4N的物體時，壓敏電阻Rx受到的壓力
由圖乙得，壓敏電阻Rx的阻值為30Ω，電流表示數為0.6A，由歐姆定律得，此時壓敏電阻Rx的電壓為
由歐姆定律得，定值電阻為
（3）由串聯電路電壓特點與歐姆定律得，電源電壓為
在托盤中放置一個蘋果，電流表指針指在滿刻度的位置，電流表的示數為
由歐姆定律得，此時電路電阻為
則此時壓敏電阻Rx阻值為
由圖乙得，此時壓敏電阻Rx阻值為1N，則此蘋果的重力為
（4）電子稱的量程增大，則壓敏電阻Rx受到的壓力變大，壓敏電阻Rx的阻值變小，則電路的總電阻變小，由歐姆定律得，電路電流變大，則應將電流表的量程改為大量程。
16. （力熱綜合）電動汽車因具有零排放、低噪音、節能等優點，得到了快速發展，但仍然存在一些制約其發展的因素，目前主要應用于城市內部交通。某智能出行平臺出租的電動汽車部分參數如下表。
電池容量 8kWh
百公里耗電量 12kWh/100km
（1）①如果用120kW的“快充”充電樁給該車充電，汽車電池最低電量不得低于電池容量的20%，則給該車從最低電量到充滿電需多長時間；
②就解決電動汽車充電時間長的問題提出一條合理建議。
（2）電池容量是決定電動汽車續航里程的主要因素，若此電動汽車的能量利用率是75%，計算該車的續航里程（按汽車電池電量不得低于電池容量的20%來計算）
（3）同樣條件下，電動汽車比燃油汽車能耗小很多。某燃油汽車百公里消耗汽油10L，則電動汽車和燃油汽車百公里消耗的能量分別是多少焦耳。
（汽油的密度，汽油的熱值）
【答案】（1）①8min；②提高充電功率；（2）44km；（3）4.32×107J，3.22×108J
【解析】（1）①由 可得，給該車從最低電量到充滿電所需的時間：
②提高充電功率，可以縮短充電時間；
（2）汽車行駛時消耗的電能
由題意可知，百公里耗電量為12kW h/100km，因此該車的續航里程為
（3）汽油的質量
m=ρV=0.7×103kg/m3×10×10 3m3=7kg
汽油完全燃燒釋放的熱量
Q放 =mq=7kg×4.6×107J/kg=3.22×108J
即燃油汽車百公里消耗的能量為3.22×108J，電動汽車百公里消耗的能量
W1 =12kW h=4.32×107J
答：（1）①給該車從最低電量到充滿電需8min；②提高充電功率；
（2）該車的續航里程為106.7km；
（3）電動汽車和燃油汽車百公里消耗的能量分別是4.32×107J、3.22×108J。
17. （力熱電綜合）圖甲為低溫液化制酒示意圖，天鍋內裝有1m高的冷水，底部連有控制排水與注水的裝置，該裝置內部簡化電路如圖乙所示。電源電壓恒為12V，為熱敏電阻，其阻值隨天鍋中水溫變化關系如圖丙所示，當水溫達到50℃時，排水口打開將水全部排出；為壓敏電阻，其阻值隨水對鍋底的壓強變化關系如圖丁所示，當水壓為0時，注水口打開排水口關閉，將冷水注入天鍋，注水高度達到1m時注水口關閉。（，g取10N/kg，不考慮水的蒸發）求
（1）水高為1m時，的阻值；
（2）排水口剛打開時，電路中的電流；
（3）排水過程中，當的功率為1W時，的阻值（設排水過程中水溫保持50℃不變）。
【答案】（1）100Ω；（2）0.06A；（3）20Ω
【解析】（1）水高為1m時，壓敏電阻受到液體產生的壓強為
由圖丁可知，的阻值為100Ω；
（2）當水溫達到50℃時，排水口打開，熱敏電阻為100Ω，根據串聯電阻的規律及歐姆定律，排水口剛打開時，電路中的電流為
（3）水溫達到50℃時熱敏電阻為100Ω，當的功率為1W時，根據P=I2R可知，通過
根據串聯電阻的規律及歐姆定律，的阻值
答：（1）水高為1m時，的阻值為100Ω；
（2）排水口剛打開時，電路中的電流為0.06A；
（3）當的功率為1W時，的阻值為20Ω。
12025年中考物理三輪復習臨門一腳挑戰13個壓軸專題練（高分法寶）
專題12 力熱電磁大綜合計算題（17道）
1．（力熱綜合）一輛四輪家庭轎車的部分數據如表所示，在一次旅行時，司機駕駛該汽車沿一平直公路持續行駛至A市的過程中，先后通過如圖所示的甲、乙、丙三個標志牌，牌上的地址和數字表示從該標志牌處沿這一公路到達牌上地址的路程。已知從甲地到乙地汽車行駛的平均速度是24m/s，從乙地行駛到丙地，所花的時間為5min。求：
汽車（包括人員及物品）總質量/kg 2000
停放時每個輪胎與地面的接觸面積/cm2 250
汽油的熱值/（J/L） 3.6×107
汽油的熱效率 25%
（1）這輛車（包括人員及物品）停放在水平地面上時對地面的壓強；
（2）求汽車從標志牌甲運動到丙這個過程中的平均速度；
（3）通過儀表盤顯示的數據可知，從標志牌乙到丙的過程中，汽車消耗0.7L汽油，且汽車在這一過程中的牽引力恒定，求這一過程中牽引力的大小。
2. （力熱綜合）山西擁有豐富的歷史文化遺產。暑假期間小明一家從平遙古城自駕前往五臺山，進行古建筑研學旅行。平遙古城到五臺山全程約360km，駕車前往大約需要4h。（汽油的熱值q取4.5×107J/kg，汽油的密度ρ取0.8×103kg/m3）
（1）求汽車的平均速度。
（2）汽車全程消耗汽油25L，求汽油完全燃燒放出的熱量Q。
（3）若汽車發動機全程的平均功率為25kW，求汽車發動機的效率。
3. （電熱綜合）如圖甲所示是我市某公園的便民飲水點及其飲水機內部電路簡化圖，其中的阻值為48.4Ω，和均為阻值不變的電熱絲，飲水機有加熱和保溫檔，正常工作時，保溫檔功率為110W。[]
（1）求飲水機在保溫檔正常工作時的電流；
（2）當只有飲水機工作時，將3kg水從10℃加熱到100℃，加熱前后公園安裝的數字式電能表示數如圖乙所示，求飲水機的加熱效率；
（3）為節能減排，相關部門計劃在該公園安裝如圖丙所示的太陽能電池為飲水機供電。已知晴天太陽能電池一天能發電0.4kW·h，要求所有太陽能電池晴天一天的發電量能供飲水機使用3天。飲水機每天正常工作加熱時間計為3h，保溫時間計為8h，求至少要安裝多大面積的太陽能電池。
4. （熱電綜合）我國制造的新型材料PTC、NTC可制成熱敏電阻，現已打破國外技術壟斷，被廣泛應用于新能源汽車、電熱器等多種電子產品。如圖甲所示為PTC、NTC熱敏電阻阻值隨溫度變化關系的圖像。如圖乙所示的電路，電源電壓恒為6V，電壓表量程，滑動變阻器Rp的阻值范圍為，Rx的位置可接入PTC或NTC熱敏電阻。
（1）由圖甲可知，在之間PTC熱敏電阻的阻值隨溫度升高的變化情況是__________；
（2）NTC熱敏電阻溫度為240℃時阻值為56Ω，將其接入圖乙中的Rx位置，閉合開關，移動滑片，使電壓表示數為2.8V，求通過NTC熱敏電阻的電流和通電10s它所消耗的電能；
（3）現有PTC和NTC熱敏電阻各一個，請任選其一接入圖乙中的Rx位置，在熱敏電阻溫度為152℃時移動滑片，使電壓表示數為2.5V，然后保持滑片位置不變。為保證電路安全，求所選熱敏電阻允許降到的最低溫度。（計算過程中若有近似，請用分數代入計算）
5.（力電綜合） 小孟在實驗室設計了一款測量物體重力的裝置，其示意圖如圖甲，物體放在有彈簧支撐的托盤上，彈簧底部固定，該裝置可以通過電表示數轉換測出重力大小。圖乙是變阻器接入電路中的阻值RP。與被測物體重力G的關系圖像。電源電壓恒為24V，定值電阻R0為30Ω，電流表量程為0~0.6A，電壓表量程為0~15V，變阻器標有“50Ω 1A”。
（1）閉合開關S，當電流表示數I=0.4A時，求物體的重力G。
（2）在保證電路各元件安全的情況下，求RP的變化范圍。
6．（力電磁綜合）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）若小明的體重為400N，他站在靜止的電梯上，腳與電梯地面的總接觸面積為0.04m2，則此時小明對電梯地面的壓強為多少？
（3）某次電梯正常運行時，測得通過電磁鐵線圈的電流為10mA，則此時電梯載重為多少？
（4）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 1 000kg的乘客時，試通過計算說明電梯是否超載？（g取10N/kg）
7. （熱電綜合）某款家用儲水式電熱水器額定電壓為220V，額定功率為3000W，額定容量為60L，圖甲是其電路原理圖。插上插頭，電熱水器儲滿水后，閉合開關S，溫控器開關K接觸點1，對水進行加熱，當加熱溫度達到設定溫度時，K跳轉接觸點2，保溫指示燈L亮起，停止加熱；當水溫下降，低于設定溫度時，K再次接觸點1進行加熱。、、為加熱電阻，其中。該電熱水器的加熱模式有四個擋位，選擇“一擋”，、均斷開。選擇“二擋”，閉合、斷開；選擇“三擋”，斷開、閉合，“三擋”加熱時的功率是“二擋”加熱時功率的1.5倍，選擇“四擋”，、均閉合，此時電熱水器在額定功率下工作。溫控器開關K的結構如圖乙所示，繞O點轉動的杠桿OAB和繞點轉動的杠桿通過彈簧相連。溫包內充滿熱脹冷縮的感溫液體，置于水中，溫度與水溫一致，水溫升高，感溫液體膨脹使膜盒頂端在A位置推杠桿OAB，當水溫達到設定溫度，動觸點C與觸點2相接，電熱水器停止加熱。調溫旋鈕為凹輪結構，繞固定軸M轉動，順時針轉動調溫旋鈕，ME距離減小。[，]
（1）該電熱水器儲滿60L水后，若選擇“四擋”加熱，加熱效率為84%，將水從30℃加熱到45℃需要的時間為多少？
（2）電阻的阻值為______Ω，該電熱水器在“一擋”工作時的電流為______A（保留1位小數）。
（3）為提高所設定的加熱溫度，應如何旋轉調溫旋鈕？請寫出做法并說明理由。
8.（力電綜合） 學校開展了防溺水安全教育后，小華組經過合作探究，設計了一種可以戴在手腕上的防溺水定位求救報警器，其簡化電路如圖甲所示。已知電源電壓為6V，報警器由電壓表改裝，是定值電阻，是壓敏電阻，圖乙是壓敏電阻阻值隨水深h變化的圖像。報警器未浸入水中時，的阻值為40Ω，電流表示數是0.12A；報警器浸入水下深度h大于等于1m時，報警器報警，當h為1m時，兩端的電壓為1.5V。通過計算回答：
（1）報警器未浸入水中時，兩端的電壓是多少？
（2）報警器浸入水下深度h為1m時，通過的電流是多少？
（3）報警器浸入水下深度h為1m時，的電功率是多少？
9. 為了方便學生就餐，某學校餐廳使用了一款智慧餐盤，該系統可以自動識別餐盤中食品的種類和質量，并在顯示屏上顯示出價錢，通過人臉識別系統自動扣費。某實踐小組在了解智慧餐盤的工作原理后，他們利用電壓恒為24V的電源、量程為0~15V的電壓表、定值電阻、滑動變阻器R（最大阻值為100Ω）等器材設計了一款自動稱量裝置，使用時，物體的質量可以從標注質量后的電壓表表盤上直接讀出。當餐盤不放物體時，滑片P恰好位于滑動變阻器的a端，如圖甲所示。閉合開關S，滑片P從滑動變阻器的a端移動到b端的過程中，電壓表的示數由0逐漸增大到15V，此過程的最大稱量質量為2kg。實踐探究過程中同學們還發現，滑片下移的距離與餐盤中所放物體質量的大小成正比，滑動變阻器a端與滑片P所在位置之間的阻值和aP之間的距離成正比。求：
（1）定值電阻在電路中的作用是什么？阻值為多少？
（2）整個電路消耗的電功率的變化范圍是多少？
（3）當滑片P位于滑動變阻器的中點時，電壓表的示數為多少（結果保留一位小數）？此時對應的物體質量為多少？
（4）實踐小組在對電壓表表盤進行質量標注的過程中發現，表盤上原刻度的每一小格對應的質量值是不同的，即質量刻度不均勻，如圖乙所示。請設計一個可以實現質量刻度均勻的電路，在圖丙方框內畫出，并從節能的角度對甲、丙兩個電路作出評價。
10. （力熱綜合）據統計，每燃燒1kg燃油約排放3.3kg二氧化碳。為實現碳達峰、碳中和的目標，氫能作為一種綠色低碳的清潔能源在我國交通領域的應用場景不斷擴大，使用氫燃料電池的交通工具不斷豐富，其應用流程如下。
（1）氫燃料電池將化學能直接轉化為______能；
（2）當儲氫瓶內氣體壓強為時，求瓶內壁的面積上受到的壓力；
（3）以氫燃料電池卡車為例，若卡車在水平路面上勻速行駛72km用時1h，功率為172kW。
①求卡車的行駛速度；
②求卡車所受牽引力；
③與燃油卡車相比，氫燃料電池卡車行駛72km可減排二氧化碳的質量為多少？（燃油機的效率取36%，燃油的熱值q?。?br/>11. （力熱綜合）如圖所示為我國研制的四座氫燃料內燃機飛機驗證機。該飛機使用氫為燃料，高壓儲氫罐可儲氫4kg，最大起飛質量可達。已知飛機靜止在水平地面上時，輪胎與地面的總接觸面積為；在空中以180km/h的速度勻速直線巡航時，前置螺旋槳為飛機提供的牽引力為。已知氫的熱值為。求：
（1）發動機未工作前，飛機靜止在水平地面上，達到最大起飛質量時對地面的壓強為多少？
（2）高壓儲氫罐內4kg的氫完全燃燒放出的熱量為多少？
（3）飛機以180km/h的速度勻速直線巡航0.5h，前置螺旋槳為飛機提供的牽引力做的功為多少？
12. （電熱綜合）如圖甲所示是一款利用高溫水蒸氣熨燙衣服的家用便攜式掛燙機，它的正常工作電壓為220V。有高溫、低溫兩個加熱檔位，其內部簡化電路如圖乙所示，當雙觸點開關S接觸1和2時為關機狀態。、是兩個阻值不變的電熱絲，。求：
（1）掛燙機使用低溫檔位正常工作時的電功率為多少？
（2）若某次使用時，用高溫檔位正常工作，將0.2kg的水從20℃加熱到100℃，水吸收的熱量是多少？
（3）若（2）問中用高溫檔位正常工作，加熱過程共用時80s，則此次加熱過程，該掛燙機的加熱效率是多少？
13. （電熱綜合）一款小型電火鍋如圖甲所示，通過擋位開關實現高、中、低三擋控溫功能；圖乙是它的簡化電路圖，均為加熱電阻（阻值保持不變）。已知的阻值為176Ω，電火鍋的部分參數如下表所示。求：
（1）的阻值是多少？
（2）電火鍋在低溫擋工作時的功率是多少？
（3）某次使用時，在標準大氣壓下，用中溫擋將1kg水從20℃加熱到沸騰，用時14min，不計熱量損失，該電火鍋中溫擋的實際功率是多少？
額定電壓 220V
低溫擋功率
中溫擋功率 440W
高溫擋功率 1100W
14. （力熱綜合）科技助“荔”打造智慧果園。海南荔枝農利用植保無人機巡邏、噴藥、施肥，百苗荔枝施肥只需三小時。作業前，裝滿藥劑和汽油的無人機停在水平地面上，對水平地面的壓強為，支架與水平地面的總接觸面積為。作業時，該無人機先勻速直線上升3m，接著水平勻速飛行噴灑藥劑。無人機上升時空氣阻力和汽油消耗忽略不計。請完成下列問題。（，，?。?br/>（1）無人機勻速上升時升力與總重力_______（選填“是”或“不是”）一對平衡力。
（2）滿載時無人機的總質量為多少kg？
（3）上升過程升力做了多少功？
（4）若無人機的熱機效率是40%，無人機消耗200mL汽油所做的有用功是多少？
15. （力電綜合）小海對壓敏電阻的特性很感興趣，他在老師的協助下制作了一個簡易電子秤，圖甲為設計原理圖。電源電壓保持不變，為定值電阻，為壓敏電阻，重量指示表由一只量程為0~0.6A的電流表改裝而成，放在上的是輕質絕緣托盤，的阻值與壓力的關系如圖乙所示。請完成下列問題。
（1）由圖乙可知，壓敏電阻的阻值隨著壓力F的增大而___________；
（2）閉合開關S后，在托盤中放置重為2N的物體時，電流表示數為0.24A；放置重為4N的物體時，電流表示數為0.6A。定值電阻為多大？
（3）在托盤中放置一個蘋果，電流表指針指在滿刻度的位置，此蘋果的重力為多大？
（4）在調試過程中，發現此電子秤量程較小，想要增大電子秤的量程，請你用學運的物理知識，在不改變原電路及元件的基礎上，設計一個增大量程的簡要方案。（可用簡要文字、表達式、示意圖進行說明）
16. （力熱綜合）電動汽車因具有零排放、低噪音、節能等優點，得到了快速發展，但仍然存在一些制約其發展的因素，目前主要應用于城市內部交通。某智能出行平臺出租的電動汽車部分參數如下表。
電池容量 8kWh
百公里耗電量 12kWh/100km
（1）①如果用120kW的“快充”充電樁給該車充電，汽車電池最低電量不得低于電池容量的20%，則給該車從最低電量到充滿電需多長時間；
②就解決電動汽車充電時間長的問題提出一條合理建議。
（2）電池容量是決定電動汽車續航里程的主要因素，若此電動汽車的能量利用率是75%，計算該車的續航里程（按汽車電池電量不得低于電池容量的20%來計算）
（3）同樣條件下，電動汽車比燃油汽車能耗小很多。某燃油汽車百公里消耗汽油10L，則電動汽車和燃油汽車百公里消耗的能量分別是多少焦耳。
（汽油的密度，汽油的熱值）
17. （力熱電綜合）圖甲為低溫液化制酒示意圖，天鍋內裝有1m高的冷水，底部連有控制排水與注水的裝置，該裝置內部簡化電路如圖乙所示。電源電壓恒為12V，為熱敏電阻，其阻值隨天鍋中水溫變化關系如圖丙所示，當水溫達到50℃時，排水口打開將水全部排出；為壓敏電阻，其阻值隨水對鍋底的壓強變化關系如圖丁所示，當水壓為0時，注水口打開排水口關閉，將冷水注入天鍋，注水高度達到1m時注水口關閉。（，g取10N/kg，不考慮水的蒸發）求
（1）水高為1m時，的阻值；
（2）排水口剛打開時，電路中的電流；
（3）排水過程中，當的功率為1W時，的阻值（設排水過程中水溫保持50℃不變）。
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