10.(2014，德州)汽車尾氣是造成霧霾指數(shù)PM2.5升高的原因之一，某物理實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖所示的有害尾氣排放檢測(cè)電路。在一項(xiàng)針對(duì)某種有害尾氣濃度進(jìn)行的測(cè)試中，氣敏電阻的阻值隨有害尾氣濃度變化的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示。已知電源電壓12 V恒定不變，R0為定值電阻，R為氣敏電阻。
有害尾氣
濃度/%Vol … 5 7.5 10 12.5 15 …
R/Ω … 5.2 3.9 3 2.5 2 …
(1)測(cè)試過(guò)程中，當(dāng)電壓表讀數(shù)為7 V時(shí)，電流表讀數(shù)為1 A，求電阻R0的阻值。
(2)當(dāng)這種有害尾氣濃度增大到15%Vol時(shí)，求電壓表的示數(shù)(結(jié)果保留一位小數(shù))。
(3)當(dāng)電路消耗的總功率為18 W時(shí)，有害尾氣濃度是多少?
解：(1)由串聯(lián)電路電壓關(guān)系，U=UR+UR0，
得UR0=U-UR=12 V-7 V=5 V，
由歐姆定律I=UR，得R0=UR0I=5 V1 A=5 Ω
(2)由表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)有害尾氣濃度增大到15%Vol時(shí)，R1=2 Ω，由串聯(lián)電路電阻關(guān)系，得
R總1=R1+R0=2 Ω+5 Ω=7 Ω，
由歐姆定律，得I1=UR總1=12 V7 Ω=127 A，U1=I1R1=127 A×2 Ω≈3.4 V
(3)由公式P=UI，得I′=PU=18 W12 V=1.5 A，
由歐姆定律得R總2=UI′=12 V1.5 A=8 Ω
(或R總2=U2P=(12 V)218 W=8 Ω)，
由串聯(lián)電路電阻關(guān)系，R總2=R0+R2，
得R2=R總2-R0=8 Ω-5 Ω=3 Ω，
由表格可知，有害尾氣的濃度為10%Vol
類型3：力、電、熱綜合
11.(2014，山西)市場(chǎng)上有一種電熱飲水機(jī)，如圖所示是飲水機(jī)的簡(jiǎn)化電路圖，S是溫控開(kāi)關(guān)，R1是調(diào)節(jié)電阻，其阻值為176 Ω，R2是供加熱的電阻絲，飲水機(jī)的銘牌參數(shù)如表所示。求：
(1)若飲水機(jī)正常工作的加熱效率為90%，現(xiàn)將質(zhì)量為1.5 kg，初溫為20 ℃的水在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下燒開(kāi)需要吸收的熱量是多少?需加熱多長(zhǎng)時(shí)間?已知c水=4.2×103 J/(kg•℃)。(時(shí)間計(jì)算結(jié)果保留整數(shù))
(2)當(dāng)飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)時(shí)，它的保溫功率是多少?
解：(1)水吸收的熱量Q吸=cmΔt=4.2×103 J/(kg•℃)×1.5 kg×(100 ℃-20 ℃)=5.04×105 J，因?yàn)镼吸=ηW，W=Pt，所以電熱壺把水燒開(kāi)所用的時(shí)間t=WP熱=Q吸ηP熱=5.04×105 J90%×1 100 W=509 s
(2)根據(jù)P=UI，I=UR可得P=U2R，加熱電阻的阻值R2=U2P熱=(220 V)21 100 W=44 Ω，當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，R1、R2串聯(lián)，電路處于保溫狀態(tài)，保溫時(shí)電路中的電流I保=UR總=UR1+R2=220 V176 Ω+44 Ω=1 A，
因?yàn)镽1是調(diào)節(jié)電阻，電路保溫時(shí)的功率由R2提供，
由P=UI，I=UR可得P=I2R，
電路中的保溫功率P保=I保2R2=(1 A)2×44 Ω=44 W
12.(2014，六安模擬)電動(dòng)汽車以蓄電池為驅(qū)動(dòng)能源，汽車運(yùn)動(dòng)時(shí)，蓄電池為車上的電動(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)為汽車提供動(dòng)力。某輛電動(dòng)汽車的總質(zhì)量(含駕駛員)為2.5×103 kg，汽車車身長(zhǎng)3.5 m。當(dāng)它在水平路面以某一速度v勻速行駛時(shí)，電動(dòng)機(jī)工作電流為50 A，工作電壓為400 V，電動(dòng)機(jī)電功率轉(zhuǎn)換為汽車前進(jìn)的機(jī)械功率的效率為75%，汽車所受阻力為汽車重力的0.03倍(g取10 N/kg)。
(1)求電動(dòng)汽車勻速前進(jìn)的速度v多大?
(2)若汽車以10 m/s的速度通過(guò)9.5 m長(zhǎng)的橋梁，求汽車通過(guò)橋梁的時(shí)間。
解：(1)F阻=0.03mg=0.03×2.5×103 kg×10 N/kg=750 N，
因?yàn)槠囎鰟蛩僦本�運(yùn)動(dòng)，
所以F=F阻=750 N，
由題意，F(xiàn)v=UIη，
v=UIηF=400 V×50 A×75u0 N=20 m/s
(2)s=s車+s橋=3.5 m+9.5 m=13 m，t=sv1=1.3 s
，我們將會(huì)及時(shí)處理。
