专题48 力电综合计算题
解决力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、焦耳定律等。 【例题】(2020山东泰安)小明观察到高速公路进出口处设有测量货车重力检测装置，他利用学过的物理知识设计了一套测量货车重力的模拟装置，其工作原理如图甲所示。OAB 为水平杠杆,OB 长1m,O 为支点,OA ∶AB =1∶4，平板上物体所受重力大小通过电流表读数显示。已知定值电阻R 0的阻值为10Ω，压力传感器R 固定放置,R 的阻值随所受压力F 变化的关系如图乙所示。平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。 (1)当电池组电压U 0＝12V，平板上物体所受重力分别是80N 和100N 时，闭合开关S，分别求出电流表的读数。(2)电池组用久后电压变小为U 1，这时平板上物体重100N 时，电流表读数为0.3A，求U 1的大小。
(3)在第(2)问情况中，电池组电压大小为U 1，要求平板上重为100N 的物体对应的电流表读数和电池组电压U 0＝12V 的情况下相同，小明采取了两种解决办法：
①其它条件不变，只更换电阻R 0，试求出更换后的R 0′的大小。
②其它条件不变，只水平调节杠杆上触点A 的位置，试判断并计算触点A 应向哪个方向移动？移动多少厘米？【对点练习】如图中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2
4V，电阻R 0=60Ω，压力传感器R x 的阻值随所受压力F 变化的图像如图乙，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2×104m 2(托盘和压杆的质量可以忽略不计)
。求：
的
(1)该压力传感器能承受的最大压强。肇庆风景区旅游景点
(2)当压力为200N时，由乙图可知压力传感器R x的阻值是多少？
(3)当压力为200N时，通过R0的电流为多少？R0消耗的电功率为多少？
【对点练习】小强同学利用学过的物理知识设计了一个拉力计，图甲是其原理图，硬质弹簧右
端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计,P与R1间的摩擦不计)，定值电阻R0=5Ω,
a b是一根长5 cm的均匀电阻丝，其阻值为25Ω，电源电压U=3V，电流表的量程0——0.6A,
请回答：
(1)小强在电路中连入R0的目的是。
(2)当拉环不受力时，滑片处与a端，闭合开关S后电流表的读数是多少？
(3)已知该弹簧伸长的长度△L，与所受拉力F间的关系如图乙所示，通过计算说明，开关S闭合后，当电流表指针指在0.3A处时，作用在拉环上水平向右的拉力是多大？
1．(2020黑龙江龙东农垦森工)根据《电动自行车安全技术规范》，交管部门规定自2019年5月1日起未申领临时标识的“非标”电动自行车不得上路行驶。如图是小明家新购买的电动自行车，整车质量为40kg。小明爸爸以18km/h的速度匀速骑行9km的过程中，电动机两端的电压恒为48V，通过的电流是6.25A，车轮与地面的总接触面积为200cm2．小明爸爸的质量是60kg,g取10N/kg。求本次骑行过程中： (1)骑行所用时间。
(2)车对地面的压强。陵川天气
(3)电动机的功率。
2.(2019贵州黔东南)某同学设计了一个利用如图1所示的电路来测量海水的深度，其中R1＝2Ω是一个定值
电阻,R2是一个压敏电阻，它的阻值随所受液体压力F的变化关系如图2所示，电源电压保持6V不变，将此压
敏电阻用绝缘薄膜包好后放在一个硬质凹形绝缘盒中，放入海水中保持受力面水平，且只有一个面积为
0.02m2的面承受海水压力。(设海水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)当电流表示数为0.2A时，求压敏电阻R2的阻值。
(2)如图2所示，当压敏电阻R2的阻值为20Ω时，求此时压敏电阻R2所在深度处的海水压强。
(3)若电流的最大测量值为0.6A，则使用此方法能测出海水的最大深度是多少？
3．(2019山东枣庄)节能减排，绿环保，新能源汽车成为未来汽车发展的方向。某种型号纯电动汽车的部分参
数如表：
空车质量1380kg最大功率100kW
轮胎与地面总接触面积0.032m2最高时速120km/h
什么地方好玩
电池容量42kw。h最大续行里程260km
假如汽车上只有司机一人，质量为60kg，汽车以60km/h的速度匀速行驶36km，耗电9kW•h，汽车所受的阻力为汽车总重的0.05倍。g＝10N/kg，试问：
(1)电动机的工作原理是 (选填“电流的磁效应”、“磁场对电流的作用”)电动汽车前进和倒退是通过改变 来改变电动机的转动方向的。
(2)电动汽车对水平地面的压强是多少？
(3)电动汽车牵引力所做的功是多大？
(4)电动汽车电能转化为机械能的效率是多大？
4.(2019山西)小明携带质量为10kg的行李箱从太原到运城，选择了尾气零排放的动车组D2503次列车出行。经查询,D2503次列车时刻表如下表。若该动车组列车全程匀速行驶在平直的轨道上，牵引力恒为2.8×105N，供电电路输入动车组列车的电功率恒为2×107W．(g取10N/kg)
重庆园博园开放时间及门票站次站名到达时间开车时间运行里程
1太原南﹣8：250
2运城北10：1010：12360km
3西安北11：22﹣556km 请你根据以上信息，解答下列问题：
(1)求该动车组列车从太原南站到运城北站牵引力所做的功。
(2)求该动车组列车从太原南站到运城北站将电能转化为机械能的效率。
5．(2019河南模拟)新能源纯电功汽车因其环保、节能、高效、维护方使等诸多优势，将来有望取代燃油车成为人们日常使用的重要交通工具，现在常德市的出租汽车中就已出现了纯电动汽车的靓丽身影。电动汽车提供能量的装置为车内的电池组，当它给电动机供电时，电动机将驱动车轮行驶。如图所示为国内某型号的纯电动汽车，若该车和车内乘客的总质量为2.4×103kg．每个车轮与地血的接触面积为0.01m2．当该车在水平路面上以25m/s的速度匀速行驶时，它受到的阻力约等于人和车总重的0.02倍，此时电池组加在电动机两端的电压为320V，通过电动机的电流为60A．若连接导线的电阻不计，传动装置消耗的能量不计，求：
(1)该电动汽车此时对地面的压强。
(2)该电动汽车将电能转化为机械能的效率。
(3)该电动汽车电动机线圈的电阻。
6.两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北京钟楼鼓楼
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．
7.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。
8.近年来，我市的轿车市场十分火爆，各种新型轿车驶进千家万户。如图乙所示为某新型轿车测定油箱内油面高度的电路原理图。其中电源电压恒为6V,R0是阻值为5Ω的定值电阻,A是油量指示表(实质是一只电流表，油量的变化通过电流的变化同步显示出来)。R x为压敏电阻，它的电阻随受到的压力变化关系如下表。(取g＝10N/kg)
压力/N050100150200250300350400
白银天气
电阻/Ω550395275170906040255
(1)若轿车以90kW的恒定功率启动作直线运动，且整个运动过程中受到的阻力不变，速度v与时间t的
关系如图丙所示，在0～25s时间内，轿车的牵引力与阻力关系可能的是：牵引力________阻力(选填“大于”、“等
