《计算题》专题训练题2------电学综合
1.图甲是电动窗帘的结构简图，它通过一台直流电动机来带动两片窗帘沿轨道来回运动。 左边窗帘的一端固定在A点， 另一端连在绳子上的D点、 并随着绳子在AD之间来回运动；右边窗帘的一端固定在B点，另一端连在绳子上的C点、并随着绳子在BC之间来回运动，且AD＝BC=2m。这样通过控制电动机的正反转就可实现窗帘的开与合。
(1)该电动窗帘的开与合，是通过改变电动机中______的方向来实现的。 (2)如果窗帘打开一次历时4s，那么窗帘运动的平均速度是______m/s。
(3)图乙是小明为窗帘电动机设计的电路，该电路存在缺陷，现给你一个手动开关，请仿照图乙在图丙中将该开关加入，并将电路连接完整，使电动窗帘能正常工作。
(4)电动机的效率为80％，两端电压为15V，通过的电流为1A，则窗帘运动时，所受到的平均阻力是多少?
2.右图是一种电压力锅简易原理图。A为密闭锅体，锅盖面积为400cm2。R1为工作时的加热电阻，L为指示 灯、其电阻为20 赘，R2为保温电阻。S1为电源开关，S2 为压力开关，闭合S1后，电路通过R1对电压力锅加热，当锅内气体压强达到设定值时，水开始沸腾，锅底向下移动，压力开关与触点a。断开，并与b点接通，起到控压控温的目的，此时保温电路的总功率为20W。
(1)当锅内气体压强为121kPa时， 锅内气体对锅盖的压力是多大？ (2)保温电阻R2的阻值为多少？
(3)已知锅内水的质量为m、初温为T0、比热容为c，为了求出电压力锅从开始加热到锅内气压达到设定值时的效率，只要测出闭合开关S1到电路中______的时间t，就可推导出效率的表达式η=______ (用已知量和所测得的量表示)。
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3.为创建全国“环保节能模范城市”，2008年4月1日起，武汉市新建的小区将普遍安装太阳能路灯。如图甲所示是某型号太阳能路灯，图乙是它的结构示意图，图丙是该太阳能路灯的技术参数。
(1)白天，太阳能电池板的能量转化情况是： 。
(2)太阳能路灯专用控制器实质上是一个由光、声音和时间控制的单刀多掷开关 (如图乙中的S所示)。晚上要让电灯发光，控制器将控制开关S与 触点接触；铅酸蓄电池在充电过度或放电过度的情况下均会缩短使用寿命，为了避免铅酸蓄电池过充或过放，控制开关S与 触点接触即可。
(3)经测试．在太阳能电池板不工作的情况下，该太阳能路灯最多可持续发光40h，则铅酸蓄电池最多能储存大约多少千瓦时的电能?
(4)如果太阳光照射到地面时的辐射功率为1000J／(s*m2)(每1秒钟辐射在每l平方米上的光能为1000J)，太阳能电池光电转换效率为8％，则太阳能电池板的面积为多大?
4．图甲是一种常见的台式饮水机结构示意图。控水槽内的塑料浮体是一个体积为90cm3的空心圆柱体，其质量和厚度可忽略不计。浮体通过一轻质硬杆与阀门相连。当浮体浸没时，阀门恰好将面积为2cm2的放水孔关闭。此时蓄水桶中水位最高。
（1）请画出浮体所受浮力的示意图。
（2）蓄水桶中水对阀门的最大压强为多少帕？（g取10N/kg）
（3）饮水机的简化电路图和部分技术参数如下。电路图中的温控开关能根据加热罐内水的温度自动闭合或断开。从而使
水温保持在86℃~95℃之间。经观察发现，当加热罐内装满热水但较长时间没有饮用时，每隔一段时间，加热指示灯就会亮84秒钟。试计算饮水机的加热效率。[c水= 4.2×103J/(kg·℃)]
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5. 如图所示的电热开水壶，因其小巧玲珑、操作安全、加热速度快、水开后自动断电、能防止干烧等优点，在一般家庭中被普遍使用。 这种水壶的工作原理为：水沸腾时产生的水蒸汽使蒸汽感温元件所控制的开关S1断开，使电热水壶在水烧开后自动断电。如果蒸汽开关失效，水被烧干后约经25秒钟，发热元件温度急剧上升，位于发热盘底部的双金属片开关S2会膨胀变形，断开电路，防止烧坏电热管。 （1）试画出该电热开水壶的工作原理图。 （2）小明发现底座的铭牌上标有“额定容量1.2L、额定电压220V、额定功率1500W”等字样,试帮他计算一下电热管的电阻是多大? （3）小明在壶中注入20℃的冷水,通电后5分钟水就开始沸腾,试求该电热开水壶的效率。
6.下图是一种煲汤用的电热锅工作原理图，其中温控器的作用是每当水沸腾后能自动断电一段时间。电热锅的部分参数如下表所示。
4.5L 容积 额定电压 220V 保温功率 80W 加热功率 500W ⑴三脚插头上标着E的导线和 相连，插座上相应的导线和 相连。
⑵调节切换开关可以使电热锅处于“关、高温、自动、保温”四种工作状态，则原理图中的切换开关连接触点“ ”时为保温档。小明发现，当电热锅处于保温档正常工作时，不论加热多长时间，都不能使锅内的汤水沸腾，原因可能是 。
⑶该电热锅处于高温档正常工作时，使4.5L的水温度升高54℃需要42min，那么电热锅的效率为多少？[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]
7.物理科代表和班长就放学后是否关教室里的饮水机的问题发生争执，班长认为不应关机，因为第二天重新开机给冷水加热既费时又会消耗更多的电能；物理科代表认为应该关机，理由是饮水机在放学后从17:00到第二天08:00共15h期间会间歇性加热，白白消耗电能，反复加热的水也不利于身体健康。
次日早晨，他俩先观察到如图所示的饮水机有加热和保温两个档位，铭牌数据如下表。然后启动饮水机，将热水箱中的30℃的冷水加热到90℃，用时10min。他俩继续观察，发现保温28min后加热器会重新加热，2min后又回到保温状态。（饮水机始终在额定电压下工作）
⑴热水箱中30℃的冷水加热到90℃所吸收的热量 是多少？［c水=4.2×103J/(kg•℃)］
⑵将热水箱30℃的冷水加热到90℃消耗的电能是多少？
⑶通过计算比较谁的做法更节能。（假设放学时饮水机刚好处于保温状态，工作过程中间歇加热的规律不变）
8.小明家买了一个电热水壶，其铭牌如下表所示。 额定电压 220V 额定频率 50Hz 3
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加热功率 最大容量 1000W 2L 保温功率 环境湿度 40W ≤90％ (1)铭牌中“50Hz”的含义是 。
(2)小明和小华想测量电热水壶的实际功率。当只有电热水壶工作时，小明发现在3min 内脉冲式电能表的指示灯闪了90次(脉冲式电能表表盘上标有“2000imp/kW·h”字样，表示指示灯每闪2000次，电路中耗电1 kW·h)，电热水壶的实际功率是多少?
(3)在进行上述测试时，小华在热水壶中装了2L温度为20℃的水，测得在3min内壶中的水温升高到了35℃。试求这次测试时电热水壶的效率。[c水＝4.2×l03J/(kg·℃)] 9.武汉市某小学的学生发明的电热课椅获得了国家专利。有一种电热课椅主要由坐垫和脚踏组成，它的电路示意图如下。坐垫内的电热丝R1、R2的阻值分别为260Ω、150Ω，脚踏内的电热丝R3的阻值为400Ω.闭合开关S1，调节开关S2，可以使脚踏分别处于“低温档”、“中温档”、“高温档”（不考虑温度的变化对电阻的影响）
（1）该电热课椅消耗的最大功率是多少瓦？
（2）当脚踏处于中温档时，电热课椅在10秒内产生的热量是多少焦？
10.甲图是一种即开即可以用热水的电热水龙头，乙图是它的电路原理图。旋转电热
水龙头的手柄可带动切换开关在l、2、3之间接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水 之间的切换。电热水龙头的部分参数如丙表所示。
(1)开关处于位置1 时，放出的水温最高，试求电热丝R1的阻值。
(2)当开关处于位置l、进水口的水温接近25℃时，超温保护器就切断了电路。试估算水龙头每分钟可以放出多少千克的热水？
11、目前，一种可移动的太阳能红绿灯开始在不少城市的十字路口“站岗”。这种红绿灯具有节能和灵活的特点，可大大减轻交警的工作压力。这种太阳能红绿灯的主要技术参数见下表。白天太阳能电池板给红绿灯供电，同时多余的电能又给蓄电池充电。在阴雨天和晚上，蓄电池又给红绿灯供电，使红绿灯能连续工作，如图所示。 光电转换效率η 30％ 有效受光面积S 8㎡ 工作电压U 每个信号灯规格U、P 24V 24V、30W 使用条件T -30℃~70℃ （1）在晴朗的白天，红绿灯不工作而给蓄电池充电时，太阳能红绿灯能量的转化过程是太阳能能转化为________能再转化为________能。
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（2）设一天有效受光时间为6h，每平方米的面积上太阳辐射的功率P0=10W，则这种太阳能红绿灯电池板一天获得的电能是多少kW·h?
（3）这种太阳能红绿灯分前、后、左、右四组，每组又由红、黄、绿三灯组成，共有12个信号灯。太阳能红绿灯电池板一天获得的电能，可供它连续正常工作几天？它正常工作时，干路电流是多大？
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