解决中考综合计算题的策略：专题三 对初中力电综合计算题考法与解法研究.doc

专题三 对初中力电综合计算题考法与解法研究 一、与重力公式和压强公式、电功公式、做功公式、效率公式以及二力平衡条件有关的综合计算题． 【例题1】两轮自平衡电动车作为一种新兴的交通工具，倍受年轻人的喜爱（如图所示）．下表是某型号两轮自平衡电动车的主要技术参数． 整车质量 20kg 锂电池电压 48V 锂电池容量 12A?h 电动车额定电压 48V 电动机额定功率 350W （1）图中小景的质量为40kg，轮胎与地面的总接触面积为0.01m2，求地面受到的压强（g取10N/kg） （2）若电动机以额定功率工作，求锂电池充足一次电最多可骑行的时间（精确到0.1） （3）锂电池充足电后，电动车在平直的公路上匀速行驶，受到的平均阻力为96N，最多能连续行驶17.28km，求电动车工作的效率． 答案：（1）地面受到的压强为6×104Pa； （2）锂电池充足一次电最多可骑行的时间为5924.6s； （3）电动车工作的效率为80%． 解析：小景骑车时对地面的压力等于小景和电动车的重力之和，根据F=G=mg求出其大小，又知道轮胎与地面的总接触面积，根据p=F/S求出地面受到的压强； 由表格数据可知锂电池的电压和容量，根据W=UIt求出锂电池充足一次电储存的电能，根据P=W/t求出电动机以额定功率工作时最多可骑行的时间； 电动车在平直的公路上匀速行驶处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据W=Fs求出牵引力做的功，根据η=×100%求出电动车工作的效率． （1）小景骑车时对地面的压力： F=G总=（m车+m人）g=（20kg+40kg）×10N/kg=600N， 地面受到的压强：p=F/S=600N /0.01m2=6×104Pa； （2）锂电池充足一次电储存的电能： W电=UIt=48V×12A×3600s=2.0736×106J， 由P=可得，最多可骑行的时间： t′==≈5924.6s； （3）电动车在平直的公路上匀速行驶处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力， 则牵引力F=f=96N， 牵引力做的功： W=Fs=96N×17.28×103m=1.65888×106J， 电动车工作的效率： η=×100%=×100%=80%． 二、与机械功、焦耳定律等有关的综合计算题 【例题2】如图所示是一直流电动机提升重物的装置。已知重物质量m =50kg，电源电压U =110V保持不变，电动机线圈的电阻R = 4Ω，不计各处摩擦，当电动机以某一速度匀速向上提升重物时，电路中的电流I = 5A（g=10N／kg）。求： （1）电源的输出功率； （2）电动机线圈电阻R的发热功率； （3）试从能量转化和守恒的角度，求重物上升的速度大小。 答案：（1）550W；（2）100W；（3）0.9m/s。 解析：（1）P出 = UI =110V×5A = 550W （2）P热 = I2R = (5A)2×4Ω= 100W （3）因能量守恒，电动机对重物做的功的功率为： P有用= P出—P热=550W－100W=450W 又因为：P= = =F×=Fv， 且匀速向上提升重物时：F=G=mg=50kg×10N／kg=500N， 所以：v = = =0.9m/s. 三、与力、欧姆定律以及图像有关的综合计算题 【例题3】如图甲所示，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s，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I随时间t变化的图象如图乙所示，压力传感器的电阻R随压力F变化的图象如图丙所示．电源的电压U=24V，定值电阻R0=10Ω．求： （1）在重物下落的过程中，压力传感器的电阻是多少？ （2）在撞击过程中，样品受到的最大撞击力是多少？ 答案：（1）在重物下落的过程中，压力传感器的电阻是110Ω． （2）在撞击过程中，样品受到的最大撞击力是600N． 解析：由图丙所示图象求出重物下落过程电路电流，然后应用欧姆定律求出压力传感器的电阻．由图象求出最大电流，然后求出压力传感器电阻，再由图丙求出撞击力． （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I=0.2A， 根据欧姆定律：I=U/R可知， 定值电阻R0两端的电压：U0=IR0=0.2A×10Ω=2V 压力传感器两端的电压为：UN=U﹣U0=24V﹣2V=22V 根据欧姆定律：I=U/R可知， 压力传感器的电阻：RN= UN/ I= 22V /0.2A =110Ω （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Im=1.2A 根据欧姆定律：I=U/R可知 电源电压：U=Im（R0+R） 压力传感器的