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第一单元（结构与设计）知识点
一、结构的涵义：
1、结构的概念：
结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列，结构多种多样且决定着事物存在的性质及功能。
自然界形形色色的结构给了人们无限的创造灵感和启示（例苍耳子、飞机、导弹跟踪系统等）。
2、结构的分类：
根据物体的结构形态，通常将结构分为实体结构、框架结构 和 壳体结构三种基本类型。
实体结构是指结构体本身是实心的结构。它的受力特点是，外力分布在整个体积中，如实心墙、大坝等；
框架结构是指结构体由细长的构件组成的结构。其特点是，支撑空间而不充满空间，如铁架塔、建筑用脚手架，厂房的框架等；
壳体结构是指层状的结构。它的受力特点是，外力分散作用在结构体的表面上，如摩托车手的头盔、飞机的外壳、贝壳等。
生活中很多物体的结构是由两种或两种以上的基本结构类型组合而成，称为组合结构，如埃菲尔铁塔等。
二、结构的分析：
1、承受应力：
从力学角度来说，结构是指可承受一定力的架构形态，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。当一个结构受到外力作用时，内部各质点之间的相互作用会发生改变，产生一种抵抗的力，称为内力。应力是构件的单位横截面上所产生的内力，当应力达到某一极限（容许应力）时，结构就会遭到破坏。用公式表示为Ơ=F/S，其中F是内力，S是受力面积，Ơ是应力。
构件的受力形式多种多样，基本受力形式有拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力，很多情况下，构件可能同时受到几种不同形式的力的作用。（结构的受力分析）
2、结构的稳定性：
结构的稳定性是结构在负载的作用下维持其原有平衡状态 的能力。它是结构的重要性质之一。影响结构稳定性的因素有多种，主要有重心位置的高低、结构与地面接触所形成的支撑面积的大小和结构的形状、材料等。对于一个结构而言，如果重心所在点的垂线落在结构底面的范围内，就是稳定的，不会出现倾倒。
3、结构的强度：
结构的强度是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力。结构的强度与结构的形状、使用的材料、构件之间的连接方式等因素有密切的关系。三角形是框架中最基本的形状之一，它结实、稳定，所用材料最少。
结构构件的连接通常有两类：铰连接和刚连接。铰连接是指被连接的构件在连接处不能相对移动，但可相对转动。如门与门框的连接；刚连接是指被连接的构件在连接处既不能相对移动，也不能相对转动，具体有榫接、胶接、焊接等，如固定铁床架的连接。
三、结构的设计：
结构设计应以一种或几种功能的实现为基本目标，应满足设计规范，满足使用者的基本需要。结构设计应考虑的主要因素有：功能、符合使用者对设计对象的稳定性和强度要求，安全因素，公众和使用者的审美需求，使用者的个性化需要，对设计对象的成本控制要求和一定的使用寿命等。对于任何结构的设计安全是至关重要的因素。
步骤：确定结构设计方案———绘制简单结构设计草图———做出模型或原型
四、结构的欣赏：
优秀的结构设计不仅表现在结构的实用功能上，也表现在形式上，特别是功能与形式的统一上。古今中外许多能工巧匠把结构的功能与形式恰当地结合起来，形成了一些经典的结构。赏析结构设计作品，可从技术与文化两个角度进行。
技术角度：使用功能、稳固耐用、造型设计的创意和表现力、材料合理性、工艺精湛程度等。
文化角度：文化寓意与传达，美学原则，反映时代、民族、习俗方面特征，个性特征等。
第二单元（流程与设计）知识点
一、流程的涵义：
1、流程的概念：
流程是一项活动或一系列连续有规律的事项或行为进行的程序。任何流程都反映了一定的时序，体现出一定的环节。⑴ 环节：活动或事件在其发展的过程中，依据某种特征或方式，可将该过程分解为若干个小过程，称这些小过程为环节。如：切种、布种、掩种环节，冲片和印片环节等。（2）时序：过程的经历中，各环节按照一定的时间顺序先后出现、完成。这种时间顺序关系，称为时序。如：先切种→ 再布种→后掩种。
2、流程的表达（流程图）：
依据流程的性质及人们的表达习惯，流程图有文字表达、表格表达、图示表达、模型表达、动画演示、方框图、示意图、程序等。
二、流程的分析：
1、生活与流程：
科学合理的流程，可以指导我们正确地做事，提高工作和学习的效率，是我们的生活变得有序、合理，为我们的安全提供保障（例洗衣、煮饭与烧菜的流程安排，碘盐和味精佐料的加放流程，青霉素注射流程等）。
2、生产与流程：
运用科学合理的流程可以有效地组织生产、提高生产效率、保证产品质量、保证安全生产、保护环境等。
流程中工序的作业方式——串行和并行。上一道工序完成之后才能进入下一道工序——串行。几项工作同时进行——并行。
3、简单流程图的识读：
识读流程图的要点： ⑴找流程的环节，明确每个环节的功能和作用； ⑵弄清流程中时序的体现与特征； ⑶流程是技术的核心概念之一。不同的流程，产生的效益往往不同，“理解流程就是质量”、“流程就是效益”等。
三、流程的设计：
1、流程设计的基本要求：
⑴提高效率。⑵提高质量。⑶保证安全。⑷节省资源。⑸提高管理水平。⑹提高经济效益。⑺其他，如注意环保、方便操作等。
2、流程设计中的基本因素：
研究内在属性与规律，就是流程设计应该考虑的基本因素。
生产活动中的流程设计的基本因素主要有材料、工艺、设备、人员、资金和环境等。
不同行业的流程设计中考虑的基本因素各有差异。
3、流程设计的步骤：
第一步：首先要明确设计的目的和任务，明确流程所应遵循的内在变化规律。第二步：要分析现有材料、设备、资金、人员、工艺和环境等因素。第三步：列出流程涉及的主要事项，并进行初步的排列。第四步：分析各事项（步骤）之间的先后顺序，合理地安排流程的时序和环节。第五步：选择一个合适的表达方式画出流程图，对于有严格时间的时序，要标注时间。注意：流程设计的基本要素是环节和时序。
4、学画流程设计的框图：
画流程设计框图的一般方法：⑴根据对事物的内在属性和规律的分析，以及有关的考虑，将流程的全过程，按每个阶段的功能、作用的不同，分解为若干小过程——环节，并用方框表示环节。⑵按照每个小过程应该经历的时间顺序，将各环节依次排开，并用箭头线连接起来。
四、流程的优化：
1、流程的优化及目的：
在设计和实施流程的过程中，经常需要进行不断的修改和完善，这种对流程修改的过程，叫做流程的优化。
目的：提高工作效率、降低成本、降低劳动强度、节约能耗、减少环境污染、保证安全生产等。
2、流程优化的内容：
一般流程优化的主要内容有：工期优化、工艺优化、成本优化、技术优化、质量优化等。
对一个流程的优化，可以是整体的全面优化，也可以是对某一个指标进行优化。经常会有这样的情况发生：某一个指标得到了优化，而使另外的指标下降了。比如，技术优化，可能使成本提高。成本优化了，也可能使质量下降。因此，在进行流程优化时，要综合平衡，以取得整体优化的成效。
3、流程优化的条件：
⑴内部条件：对流程内在机理和规律的深入了解。比如对洗涤原理的了解，就会在流程中安排两次漂洗；
⑵外部条件：设备和工艺水平的提高或完善，以及人员技术水平的提高。比如，只有在具备锻压设备时，才可能将法兰盘的加工改为少量切削加工。
第三单元（系统与设计）知识点
一、系统的涵义：
1、系统的概念：
由相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整体，称为系统。
构成系统，必须具备三个条件：第一，至少要有两个或者两个以上的要素（部分）才能组成系统；第二，要素（部分）之间相互联系、相互作用，按照一定方式形成一个整体；第三，这个整体具有的功能是各个要素（部分）的功能中所没有的。
2、 系统的组成、类型：
系统是普遍存在的，也是多种多样的。根据需要，可以对系统进行不同的分类。如，可把系统分为自然系统和人造系统，自然系统是自然形成的系统（如生态系统），人造系统是由人工制造加工而成的系统（如计算机系统和机械传动系统）；也可把系统分为实体系统和抽象系统，实体系统是实物形态的（如生物系统、机械系统），抽象系统是非实物形态的（如哲学系统）。
3、系统的基本特性：
系统的基本特性主要有整体性（全局、集合）、相关性（匹配、关联）、目的性（功能）、动态性（更新）和环境适应性（自适应）等，这些特性都体现了一定的思想与方法。（结合课本相关案例，学会运用系统的基本特性，分析身边的系统）。
二、系统的分析：
1、系统分析及其目的：
系统分析是指为了发挥系统的功能，实现系统的目标，运用科学的方法对系统加以周详的考察、分析、比较、试验，并在此基础上拟订一套有效的处理步骤和程序，或对原有的系统提出改进方案的过程。 目的：寻求解决问题的最佳决策。
2、系统分析的一般步骤：
明确问题，设立目标——收集资料，制定方案——分析计算，评价比较——检验核实，作出决策。
（结合田忌赛马案例）
3、系统分析的主要原则：
系统分析应遵循整体性原则（丁谓修复皇宫）、科学性原则（三三进九不如二五一十）和综合性原则（孝襄高速公路）。
三、系统的优化：
1、系统优化的目的：
系统的优化是指在给定的条件（或约束条件）下，根据系统的优化目标，采取一定的手段和方法，使系统的目标值达到最大化（或最小化）。
最小的成本——最大的利润；最短的工期——更多的工程量；最少的能耗——更多的产品；单位面积土地——更高的农业产量。（案例：农业间作套种，家具利润问题等）
优化目标；目标函数；约束条件（不能人为调节）；影响因素（可以人为调节）。
2、系统优化的方法：
数学模型——最优解； 科学估算、试验——满意解。 结合案例，分析系统优化的实现。
四、系统的设计：
1、系统设计的目的、方法与过程：
系统设计是对各种各样的系统进行调查分析、筹划研究、评价实施、运行改善等，直到完成一个能协调工作的实际系统的过程。
系统设计要考虑其目的与要求（以系统的整体功能的最优为目的）、系统各部分之间的相互联系与相互作用、对系统设计方案进行优化（整体优化，统筹兼顾）等问题。
2、系统设计的一般步骤：
系统设计的步骤包括：将系统分解为若干子系统；确定各子系统的目标、功能及其相互关系；对子系统进行技术设计和评价，对系统进行总体技术设计和评价等。
3、简单系统的设计：
了解系统设计应解决的主要问题和基本的设计过程，写出系统设计或系统优化设计的书面方案，包括必要的设计草图以及量化数据。（案例：手电筒照明供电部分的设计）。
控制与设计
一、控制的手段与应用
1.控制的手段
⑴控制的含义：案例分析：大禹治水P96
人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展，这就是控制。
理解任何控制现象，都要明确控制的对象是什么，控制要达到什么目的和采取什么控制手段。
例如：人力三轮车转弯过程中的方向控制问题，其控制的对象就是人力三轮车，控制的目的是为了改变三轮车行驶的方向，控制的手段是骑车人通过双手转动车把，改变前轮的方向并带动后轮。
⑵控制的手段：控制的实现需要通过一定的手段。
从控制过程中人工干预的情形来分，控制有人工控制和自动控制。
人工控制是在人的直接干预和全程干预下进行的。人工控制又称手动控制。
自动控制是指在无人直接参与的情况下，使事物的变化准确地按照期望的方向进行。按执行部件的不同，控制可分为机械控制、气动控制、液压控制、电子控制等。
有时，控制手段又可以综合的。案例分析：从手摇扇到空调器P98
2.控制的应用
控制应用到生活中，提高了人们的生活质量，人类能够在一定程度上按照自己的意愿改变周围的环境，使之满足人们的需要。
生产中往往需要对温度、湿度、压力、速度及加工动作等进行控制，控制在生产中得到了极为广泛的应用。
控制在军事、国防等领域也有着广泛的应用。阅读：控制论P101
二、控制系统的工作过程与方式
1.控制系统
案例分析：自行车行驶的速度控制的实现P102
案例分析：电风扇的风速控制的实现P102
任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这些环节构成一个系统，我们称之为控制系统。一般的控制过程都有一个输入和一个输出，控制系统的输入输出之间有一定的对应关系。
控制系统一般分为开环控制系统和闭环控制系统。
2.开环控制系统
控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这种控制系统为开环控制系统。
开环控制系统在日常生活中用途很广。如十字路口的红绿灯定时控制系统、楼宇的防盗报警控制系统、火灾自动报警系统、公园的音乐喷泉自动控制系统等。
案例分析：自动门的控制系统P103
在控制系统中，为了分析的方便，常采用方框来表示系统的环节，用单向信号线来表示系统信号传递的方向，这种图称为控制系统的方框图，它表示了系统的各个环节在系统中的位置、功能和相互之间的关系。对于开环控制系统，通常可以用下面的方框图来描述：
输入量即控制系统的给定量，如游泳池进水的设定时间；输出量（被控量）即控制系统所要控制的量，也是控制系统的输出信号，如游泳池的水位；被控对象即控制系统中所要求的装置或生产过程，如游泳池；执行器即直接对被控对象进行控制的装置或元件，如进水阀门；控制器即对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件，如控制电路；控制量即执行器的输出信号，如流过阀门的水量。
案例分析：水泵抽水控制系统P104
3.闭环控制系统
系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响的控制系统称为闭环控制系统。
简单闭环控制系统的方框图如下：
检测装置测量出被控量并返回到系统的输入端； 是比较器，它将给定量与所检测的被控量进行比较，求出偏差值；控制器将这一偏差值进行运算处理，并向执行器下达控制指令；执行器根据指令对被控对象进行控制，从而使被控量稳定在一定范围内。
与开环控制系统相比，闭环控制系统多了一个由检测装置组成的环节。
三、闭环控制系统的干扰与反馈
1.干扰因素
在控制系统中，除输入量（给定值）以外，引起被控量变化的各种因素称为干扰因素。
有的干扰因素是环境造成的，如影响自行车行驶速度的变化的自然风等；
有的干扰因素是人为原因所致，如影响飞机导航信号的手机信号等。
在控制系统中，干扰因素可能有一个，也可能有若干个。如战士在大风大雨中进行射击练习，风和雨都是子弹命中准确度的干扰因素。控制系统在工作中必须克服干扰，使被控量稳定。
案例分析：电视机P109
有些情况可以利用干扰因素实现某种目的。如在军事演习中，红方利用一定频率的电磁波对蓝方的信息指挥系统进行干扰，使之不能正常工作。
2.反馈
（1）什么是反馈
控制系统中，将输出量通过适当的检测装置返回到输入并与输入量进行比较的过程，就是反馈。
案例分析：投篮 P110
利用反馈来分析和处理被控制对象，通过系统的书出来调整系统的行为，使系统沿着预期的目标运用的方法，称为反馈方法。如普通电水壶将水加热至沸腾时，需要人工关闭电源，而自动电水壶具有挡水沸腾时自动切断电源的功能，终究是运用反馈方法实现自动控制的结果。
(2) 闭环控制系统的工作过程
从反馈来看，闭环控制系统就是指在系统的输出端与输入端之间存在反馈问题，输出量对控制过程产生影响的控制系统。闭环控制系统的核心是通过反馈来减少被控制量（输出量）的偏差。
一个闭环控制系统，能够克服外界干扰，使被控量控制在给定值附近。
案例分析：供水水箱的水位自动控制系统P112
案例分析：加热炉的温度自动控制系统P113
（3）闭环控制系统与开环控制系统的比较
开环控制系统一般结构简单，适用于控制精度要求不高而系统本身的元件又比较稳定的场合。
闭环控制系统设计比较麻烦，结构相对复杂，构成控制系统的成本较高。闭环控制系统是自动控制中广泛采用的一种方式，用于要求高精度和高可靠性的场合。
3.功能模拟方法：以功能和行为的相似性为基础，用“模型”模拟“原型”的功能和行为的方法，就是功能模拟法。
阅读：功能模拟方法的提出 P115 思考：功能模拟方法对技术有何意义？
4.黑箱方法：把将要研究的系统作为黑箱，通过对系统输入与输出关系的研究，进而推断出系统内部结构及其功能的方法，就是黑箱方法。黑箱方法提供了一种不必打开黑箱就可以研究其内部结构和功能的方法。例如，通过输入图像、电或声音信号，观测、分析脑电波的输出反应，研究人脑对视觉或听觉信息的传递、变换和处理功能，得知人脑内部结构的细节，就是黑箱方法的运用。
四、控制系统的设计与实施
1.控制系统设计的一般思路
设计好一个控制系统，应该明确这个系统要达到的目的是什么，所要控制的对象是什么，被控制对象有哪些重要的特性，被控量和控制量分别是什么，外界的主要干扰因素有哪些，选择怎样的设计方案既能达到目的，又能经济、易于实现，如何选择设备和元件，等等。
设计一个控制系统，是选择开环控制还是闭环控制，应根据对控制精度的要求以及条件的可行性而定。能达到控制目的，采用易于实现的控制方式，降低控制成本、减少对环境的负面影响等，是我们进行控制系统设计必须考虑的基本问题。
控制系统的设计方案，还包括画出必要的设计图纸（控制电路设计或系统结构设计）和实施图纸、撰写说明书等。
（1）开环控制系统的设计
开环控制系统的设计相对比较简单，在明确设计要求，明确被控对象、被控量和控制量后，即可考虑具体控制系统的方案。例如：普通电风扇控制系统的设计，被控对象是电风扇，被控量是电风扇输出的风速，控制量是电机的转速；若是具有定时功能的电风扇控制系统的设计，则需在开关环节加一个定时器。
案例分析：电吹风控制系统的设计 P119
设计要求：电吹风能根据不同的挡位（如冷风挡档、热风挡）输出不同种类的风。
设计分析：电吹风控制系统的被控对象是电吹风装置，被控量是风的速度和温度，控制量是电机的电压，干扰因素是房间温度、电源电压的波动等。
电吹风的控制工作过程：电吹风是要将其内部电热丝的热量通过一个小电风扇扩散出去。
方案构思：选择开环控制系统实现电吹风的控制要求。
设定风的档位就设定了电机的电压和电热丝的阻值，接通电源后，电机带动一个小风扇转动，产生的风通过电吹风的电热丝，输出的就是与设定的风种相对应的风。
确定了电吹风控制系统的设计方案后，画出必要的电气线路图，选择适当型号的元件和配件，进行组装、调试。
（2）闭环控制系统的设计
简单的闭环控制系统，基本要求：
第一，一个闭环控制系统要正常工作，首先必须是稳定的。
第二，控制系统的控制精度必须符合要求，即系统的输出量与给定值之差应控制在允许的范围之内。
第三，闭环控制系统应有较好的抗干扰性能。
在进行闭环控制系统的设计时，几项控制要求之间往往会产生矛盾，需要结合具体问题全面解决或有所侧重地解决。
案例分析：抽水马桶水箱的自动控制系统的设计P120
设计项目：抽水马桶水箱的自动控制系统
设计要求：⒈当水箱中的水位低于达到某一指定高度时，进水口立即进水。
⒉当水箱的水位达到某一指定高度时，进水口立即停进水。
⒊控制系统对控制精度和系统的稳定性均没有特别的要求。
设计分析：⒈从设计要求来看，这是一种自动控制，因此选择闭环控制系统。
⒉被控对象是抽水马桶的水箱，被控量是抽水马桶水箱水位的高度，控制量是进水管的水流量（即进水量），水箱水位的高度与进水量之间呈线性关系。
⒊主要干扰因素是水箱的出水流量。
方案构思：采用浮球作为水位高度的检测装置。当水箱的水位低于水箱的某一高度时，出现了水位差（给定的水位高度与实际水位高度之差），这个信号通过浮球、连杆机构传给进水阀，使进水阀打开，从而水箱进水；当水箱的水位达到水箱的某个高度时，水位差为零，进水阀关闭。
水箱水位的控制过程：拨动冲水旋钮，使出水阀打开，水箱冲水，与此同时，进水阀打开，水箱进水，直到指定水位时，进水阀关闭。
2.控制系统的设计与实施方案
案例分析：自动升旗简易控制装置的设计P121
本单元小结：
事物发展具有多种可能性。人们根据自己的目的，通过一定的手段使事物沿着某一确定方向发展，就形成了控制。人类的控制现象自古就有，随着科学技术的发展进步，自动控制得以迅速发展。控制的手段多种多样，控制广泛应用于人们的生产生活中。
开环控制系统是指输出量不对系统的控制产生任何影响的控制系统。闭环控制系统是指在系统的输出端与输入端之间存在反馈回路，输出量对控制过程产生影响的控制系统。控制系统的工作过程通常可以用方框图来表示。
在控制系统中，除输入量以外引起被控量变化的各种因素，就是干扰因素。反馈是闭环控制系统的重要特征，体现了一定的思想方法，有着广泛的应用。此外，功能模拟方法、黑箱方法在控制系统设计以及日常生活中也有着广泛的应用。
设计一个控制系统，要明确控制目的、控制对象是什么，要弄清干扰因素以及被控量、控制量，选择经济、易于实现的手段来实现。
怎么样，够全吧。o(∩_∩)o...
❷ 求初中化学物理难题
一、一个实心小球先后放入盛有足够的水和足够多的酒精的两个容器中，小球受到的力分别是0.9牛和0.8牛，酒精的密谋为0.8×103 kg/m3。
1．分析小球在水中和在酒精中的浮沉状态
2．求小球的密度
解：假设小球在水中和在酒精中均不漂浮，或悬浮或一漂一悬，则应有：
因与题目已知条件矛盾，故不可能；
假设小球在水中和在酒精中均为沉底，则应有：
因与题目已知条件矛盾，故也不可能。
由以上分析可知：小球在水中和在酒精中时，只能是一漂一沉。
又因为，所以小球在水中一定是漂浮，在酒精中一定是沉底的。
(2)因小球在水中漂浮，
∴ ①
由已知条件：
得②
将②式代入①式得：
图1
二、体积为1.0×10-3m3的正方体木块，投入如图1所示装有水的容器中，静止后露出水面的高度为5×10-2米，容器的底面积为0.04m2（g取10N/kg）。
求：①木块受到的浮力；
②木块的重力；
③投入木块后，容器底增加的压强
④若将此木块投入某液体中，露出液面高度为4厘米，求这种液体的密度。
解：①5N；②5N；③125Pa；④0.83×103kg/m3
图2
三、如图2所示电路，电源电压不变，R1的阻值为10欧姆，闭合开关S，滑动变阻器的滑片滑到b点，电压表与的示数之比为5:7，R2与R消耗的功率之和是R1消耗功率的4倍，求：
①通过R1与R2的电流之比
②滑动变阻器的最大阻值Rab
③滑动变阻器滑片在a、b两点时R1消耗的功率比
解：①1:1；②25欧；③4:1
图3
电学综合题
6．（2007 宁波市）某同学利用图甲电路对额定电压已经模糊、额定功率为1w的小灯泡进行了如下研究，按如甲连接电路后，闭合开关S，测得通过小灯泡的电流与小灯泡两端的电压关系如图乙。
（1）据图判断，实验过程中小灯泡的电阻是 （选填“恒定”“变化”）的。
（2）当小灯泡两端的电压为0.5V时，2min 内小灯泡消耗的电能为多少？
（3）小灯泡的额定电压为多少？
7.（2007 扬州市）在图甲的电路中，电源电压为9V且保持不变，电流表的规格为0~0.6A，电压表的规格为0~15V，灯泡上标有“6V 6W”字样，灯泡电流随电压变化关系如图乙所示，求：
（1）灯泡正常发光时的电流
（2）当电流表示数为0.4A时，电压表的示数
（3）为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路中的
最小阻值及此时电路消耗的总功率。
8.（2007 成都市）如图所示，一只标有“8V 4W”的灯泡L与一只滑动变阻器R串联，开关S闭合，滑片P在b端时，电压表的示数为12V，灯泡正常发光。当滑片从b点滑到a点时，电路中电阻增大了6Ω。求：（1）灯泡的电阻值及电源电压 （2）滑片P在a点时，灯泡的实际功率多大？
（3）你在计算过程中用到了什么近似？
9.（2007 威海市）如图所示，电源电压恒定为24V，小灯泡标有“6V 3W”字样，定值电阻R2的阻值为24Ω，当开关S闭合，S1 S2都断开且滑片移到滑动变阻器的中点时，灯L正常发光
（1）灯泡L的电阻是多少？
（2）滑动变阻器的最大阻值是多少？
（3）当S1 S2都闭合时，调节滑动变阻器，使整个电路消耗的功率最小，
这个最小值是多少？
电学力学综合题
10.(2007 莆田市)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？
11.(2007 黄石市)如图所示是小星利用所学物理知识设计的电子称的示意图，托盘、弹簧上端和金属滑片P固定在一起，定值电阻R0=5Ω，ab是一根长为5cm的均匀电阻丝，电阻R=20Ω，电源电压U=3V，电流表的量程为0~0.6A，（弹簧的电阻不计，P与R间摩擦不计） 求：
（1）在托盘中无物体时，使金属滑片P处于R最上端，闭合开关后，电流表的读数为多少？
（2）已知该弹簧压缩的长度△L与所受压力F的关系如下表所示，开关S闭合后，当电流表指针指在0.2A
处时，托盘中物体的质量为多少？
12.(2007 梅州市)如图所示，是某研究学习小组自制的电子称原理图，它利用电压表是示数来指示物体的质量，托盘、弹簧上端和滑动变阻器滑片固定在一起，托盘和弹簧的质量不计，OA间有可收缩的导线，当盘中没有放物体时，电压表的示数为0。已知电阻R0=5Ω，滑动变阻器最大阻值为15Ω，电源电压的U=3V，电压表的量程为0~3V，现将1kg的物体放在托盘中，滑片刚好距R上端1/3处（不计摩擦，弹簧始终在弹性限度内），请计算回答：
（1）将1 kg的物体放在托盘中时，电压表的示数是多少？
（2）该电子称能测量的最大质量是多少？此质量数应标在电压表多少伏的位置上？
13.(2007 丽水市)小雯设计了一个测量物体重力的托盘称，如图是原理示意图，其中的托盘用来放置被测物体的，OBA是可以绕0点转动的杠杆，R1是压力传感器，（其电阻值会随所受压力大小变化而变化，变化关系如下表），R0为定值电阻， 为显示重力大小的仪表（实质上是一个量程为0~3V的电压表），已知OA∶OB=2∶1，R0=100Ω，电源电压恒为3V（忽略托盘、杠杆及压杆的重力）
（1）拖盘上没有物体时，压力传感器R1的电阻值
（2）当托盘上放被测物体时，电压表的示数如图所示，则此时压力传感器R1上的电压是多少？
（3）第（2）题中被测物体的重力是多少？
14(2007 南京)某研究性学习小组设计了一种测定风力的装置，其原理如图所示，迎风板与一轻质弹簧一端相连，穿在光滑的金属杆上，弹簧由绝缘材料制成，均匀金属杆的阻值随长度均匀变化，工作时迎风板总是正对风吹来的方向。电路中左端导线与金属杆M端相连，右端导线接在迎风板上N点并可随迎风板在金属杆上滑动，两端导线与金属杆均接触良好。 已知电源电压恒为4.5V，定植电阻R=1.0Ω，金属杆接入电路中Rx与迎风板所承受的风力F的关系如乙所示，
若电路中接入一个电压表，使电压表示数随风力的增大而增大，请在适当的位置画出电压表。
无风时，求电压表的示数和定值电阻R消耗的电功率；
如果电压表的量程为0~3V，求该装置所能测量的最大风力
电学热学综合题
15.(2007 贵阳市)在一次课外活动中，小悦同学对家用电磁炉进行了相关的观察和研究，并记录了电磁炉及她家电能表的有关数据，如下表：请你根据小悦同学在活动中获得的有关资料，求借在这段时间内
观察对象 有关记录 研究活动
电磁炉的铭牌 U额=220V P额=1kw ①用电磁炉加热一壶水(水的质量为2kg,,初温为30℃.②关闭家里其他用电器，只将该电磁炉接入电路烧水，观察电能表表盘在5min内转了150r，此时用温度计测得水的温度为50℃
电能表的铭牌 220V 10（40）A
50HZ 2000r/kwh
（1）水所吸收的热量 （2）电磁炉的实际功率 （3）电磁炉烧水的效率
16.(2007 威海市)小刚同学家新买了一台电热水器，铭牌上的部分数据如下表所示
（1）热水器正常工作时的电流和电阻是多少
型号 PCD-H40II
容积 40L
额定最高温度 75℃
额定电压 220V
额定功率 1.1KW
额定内压 0.75MPa
（2）若在用电高峰期，电路上的实际电压只有200V，热水器把20kg的水从20℃加热到40℃需要38.5min。该时间内热水器加热的效率是多少？（不考虑电阻随温度变化）
额定电压 220V 功能 汽烫 干烫
额定频率 50HZ 蒸汽方式 滴下式
额定功率 1000W 质量 1.3kg
底版面积 160cm2 放置方式 自立式
17.(2007 镇江市)如图所示是一种家用蒸汽电熨斗的实物图和铭牌，使用时水箱中的水滴入被加热的底板汽室，迅速汽化产生向下的蒸汽
（1）在熨斗水箱中注入0.3kg的水，
将它平放在水平桌面上，
求：熨斗对衣服的压强
（2）用熨斗汽烫前先预热，使金属底板的温度从20℃升
高到220℃，温控开关自动断开，已知金属的质量为1kg，金属底板的比热容为0.46×103J/（kg℃）问蒸汽熨斗预热的过程中金属底板吸收多少热量？
（3）汽烫时，水滴入汽室，由于水升温汽化而带走热量，当金属底板温度降到190℃时，温控开关自动闭合，电熨斗正常工作，当加热到220℃时，温控开关自动断开，停止加热，如此反复，若蒸汽电熨斗工作情况按如图所示的规律变化时，则12min熨烫一件衣服共消耗多少电能？
18.(2007 濉坊市)小星同学为自家的洗浴电热水器设计了一个自动控制装置，如图所示R1是一个热敏电阻（置于热水器中），其阻值随温度的变化关系如表1，表2是这个电热水器的铭牌。已知继电器线圈电阻R2为10Ω，左边电源的电压U0为6V不变。当继电器线圈R2中的电流增大到某一数值时，继电器的衔铁被吸下，电热水器的电路闭合，开始工作请回答
正常工作时，电热水器的电阻是多少？
分析表1，热敏电阻的阻值随温度如何变化？
若电热水器内的温度控制在30℃——60℃之间，求衔铁被吸下，电热水器电路被断开时，继电器线圈的工作电流是多少？
电热水器正常工作时，将整箱水从30℃加热到60℃需要多长时间？（不计热损失）
19.(2007 临淅市)华扬1870系列太阳能热水器的数据如下：
真空管直径（mm） 70×1800 规格（支管） 15
外形尺寸（mm） 1840×1597×1765 保暖层（mm） 60
水箱容量（L） 150 采光面积（m2） 2.1
（1）已知我市向着阳光的地方每平
方米的面积在一小时内得到的太
阳辐射能平均为3×106J。若每天
接收太阳能的时间以8小时计
算，热水器能把接收到的太阳能的50%转化成水的内能，则正常情况下一天该热水器能把初温为20℃的一箱水加热到多少摄氏度？
（2）如果换用一台标有“220V 1500W”的电热水器在额定电压下工作，把同样的一箱水升高相同的温度需要多长时间？
（3）如果电价为0.54元/KWh. 照此计算每月（按30天）可节省多少电费？
20．(2007 厦门市)办公室里有个自动电热瓶，如图和表是它的原理及参数。
A为自动温控开关，当水的温度达到设定温度时自动断开电路；
低于设定温度时，自动接通电路。已知水的比热容为
4.2×103J/(kg·℃)，请你通过分析来进行以下计算：
（1）电热水瓶放出的热量90%被这些水吸收，烧开一瓶
20℃的水（标准大气压），电热水瓶应正常工作多长时间？
(2)黄灯亮时电热水瓶处于保温状态还是加热状态？保温元件
R工作时电阻是多大？(注:指示灯消耗的功率可以忽略,保温功
率是指整个电路消耗的功率)
型号 P2155-B
电源 AD220V 50HZ
加热功率 800W
保温功率 40W
容量 2.0L
燃料 汽油
油箱容积 50L
汽油密度kg/m3 0.7×103
汽油热值J/kg 4.6×107
燃料完全燃烧产
生的热量转化为
机械能的百分比 40%
力学热学综合题
21．一辆小汽车在平直公路上匀速行驶了70km，汽车行驶的
速度为72km/h，共耗汽油6L，请你根据下表中提供的有关信
息，计算小汽车行驶的功率是多少千瓦。
轻便摩托车 93#汽油
燃料 汽油 密度 0.7×103 kg/m3
油箱容量 7L 热值 4.6×107J/kg
功率 6KW 价格 4．70元/L
22.(20007 太原)王老师家离学校约为9km，为了便于上下班，他购买了一部轻便摩托车，所用燃料为93#汽油。有关参，数如表中所示，其中汽油的热值表示每千克汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J。若王老师骑车的平均速度为36km/h请计算他从家到学校（不计能量损失）
（1）大约需要的时间；
（2）摩托车需要消耗汽油的质量；
（3）所需的油费
平均车速 90km/h
等速蚝油 9L/100km
油价 4.80元/L
汽油密度 0.75×103 kg/m3
23.(2006 沈阳)星期日，爸爸开车带小森去图书城购买科普读物，回来后小森向爸爸请教了有关车的一些问题，并做了记录，内容下表所示。请你根据小森记录的内容计算：
（1）若小森去图书城单程时间这20min，则小森家离书城的路程大约多
少千米？
（2）往返路途中，用掉汽油多少千克？需花费汽油费多少元？
24．一辆轿车在平直的高速公路上匀速行驶1.8km，轿车的速度表如图所
示，在些过程中；
（1）轿车速度为多少千米每小时？合多少米每秒？
（2）若轿车发动机的功率为40kw，则该车行驶中所受阻力多大？
（3）若轿车消耗汽油0.25kg，其发动机的效率多大？（汽油的热值为
q=4.6×107 J/kg）
25.(2007 包头市)如图所示为自动测量锅内温度、气压的电路原理图（虚线框内为锅内部分电路）。电源电压恒为4.5V
若对总质量为5Kg、初温为15℃的钢制器械进行消毒，消毒温度
须达到115℃时，器械共吸收多少热量？[C 钢=0.46×103 J/( kg·℃)]
(2)压强传感器R1(阻值随所受的压强大小发生变化的可变电阻)置入锅内，
其受压面积为2cm 2，如果R1表面能承受的最大压力为70N，则锅内允许
的最高气压是多少？
（3）A1为显示锅内气压大小的仪表（实质是电流表），当锅内气压不高
于1标准大气压时，A1显示气压值都为0，此时R1阻值为200Ω，求：气压表零刻度线应标在电流表A1刻度盘多少毫安处？
（4）热敏传感器R2（阻值随温度发生变化的可变电阻）置于锅内，A2为显示温度的仪表（实质是电流表）；R2的电阻与温度的关系如下表所示：当电流表A2示数为60mA时，锅内的温度为多少？
温度t/℃ 80 85 90 95 100 105 110 115 ……
电阻R2/Ω 120 110 100 90 80 70 60 50 ……
初中物理计算复习
一.电学计算
1有一个额定电压为2.4V的小灯泡,小灯泡的电阻为8Ω，如果我们只有3V的电源，要使小灯泡正常工作，需要串联一个多大的电阻。
2．如图所示的电路中,R2=20Ω,电路中总电阻为12Ω,电流表的示数为0.3A,请请计算
(1)电阻R1的阻值(30Ω)
(2)电源电压(6V)
（3)通过R1的电流(0.2A)
3.如图所示,“6V 3W”的小灯泡L与额定功率为10W的电阻器串联，电源电压为10V，且保持不变，闭合开关S，电流表、电压表示数分别为0.20A 和2.4V，不考虑电阻器和小灯泡电阻随温度的变化；求：
（1）电阻器R的阻值(38Ω)
（2）整个电路消耗的功率（2W）
4. 如图所示,电源电压为6V, R1=R2=30Ω求
(1)开关断开时,电路中的总电阻和R2两端的电压;(60Ω 3V)
(2)当开关闭合时,电流表的示数和R2两端的电压.(0.2A 0)
5.如图所示的电路中,R1为滑动变阻器,R0、R2均为定值电阻，电源两端电压保持不变，改变滑动变阻器R1的滑片的位置，两电压表的示数随电流变化的图线分别画在图乙所示的坐标系中，，根据以上信息求出R0的阻值（2Ω）
6.小明利用标有“6V 6W”的灯泡L1和 “6V 3W”的灯泡L2进行实验（1）当L1正常发光时，通过L1的电流为多少？（`1A）（2）如图甲所示：A、B分别为通过L1和L2中的电流随两端电压变化关系的曲线。现将两灯连入如图乙所示电路中，使其中一个灯泡正常发光，则电路消耗的总功率为多少？（4W）
7.使用电烙铁焊接元件,有时为了省电和避免烙铁头太热而不易沾锡,通过控制开关使电路具有以下特点:在暂不焊接时,电烙铁处于保温状态,需要焊接时,能很快达到温度.已知电源电压为220V,电烙铁内部电路图如图所示,开关S接a时 ,电烙铁的电功率P1为100W,开关S接b时,电烙铁的电功率为P2,问:
(1)电烙铁处于保温状态时,开关接在哪点?（b点）
(2)若P1=4P2,电阻丝R1、R2的电阻各是多少？（484Ω 1452Ω）
8.小红学了电学知识后画出了家里的电吹风的电路图，她认为只闭合开关S1时，电吹风吹冷风，当S1和S2同时闭合时，电吹风吹热风，小芬看了她的电路图觉得有问题：如果只闭合S2，会出现电热丝R工作时而电动机不工作的现象，从而使电吹风的塑料外壳过热造成损坏,小芬认为只要把其中一个开关移到干路上,就能做到电热丝R工作时,电动机就一定在工作,从而保证塑料外壳不会因操作失误而损坏.请分析回答下列问题:
(1)你认为小芬应该把开关 移到干路上,才能符合安全要求(S1 )
(2)根据电吹风铭牌上提供的有关数据,计算当电吹风正常工作并且吹热风时,一分钟消耗多少电能?电热丝R的电功率为多大?通过电热丝R的电流为多大?
(27600J 440W 2A)
9.某学校运动场离学校电控室有一段距离,运动场内安装了一盏规格为“220V 1KW”的碘钨灯，已知电控室的电压恒定为220V 电控室到碘钨灯之间的距离为100m，所用电线为某个品牌的铜芯橡皮绝缘线。下表是所列是该品牌的不同横截面积的铜芯橡皮绝缘线在常温下安全载流量（即长时通电时的最大安全电流）。（1）要求所选铜线符合适用和经济的原则，请你通过计算说明，所用电线选用的是哪一种铜芯导线？（4.55A 查表知应选用横截 面积为1mm2 的铜芯橡皮绝缘线）
（2）若所使用的铜芯导线每米长电阻为0.017Ω，求使用碘钨灯时，输电线上损失的电功率为多大？(电路中总电阻为51.8Ω 总电流为4.25A 线路损失的功率为：61.4W）
（3）照明一小时，碘钨灯所消耗的电能是多大？（0.874KWh）
导线横截面积S/mm2 0.5 1 1.5 2.5 4 6 10
安全载流量I/A 4 8 12 20 25 32 50
10如图所示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20Ω,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对电力压力锅加热，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。
表一 水的沸点T与气体压强p 的关系
T/℃ 100.. 105 110 112. .114. 116. 118 120
p/kpa 101 121 143 154 163 175 187 199
表二 电压力锅的铭牌
额定电压 加热功率 压强设定值
220 V 1000W 175kpa
（1）当锅内121kp时，锅内气体对锅盖的压力是多少？（4.84×103）（2）保温电阻R2的阻值多大？（2400Ω）
（3）已知锅内水的质量为m，初温为T0、比热容为c，为了求出电压锅从开始加热到锅气压到设定值时的效率，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= （用已知量表示）[指示灯亮； cm(116℃-T0)/1000W×t）]
二.力学计算
11.测定自己上楼的功率有多大,是一项很有意义也很有趣的物理实践活动,如果现在你要测自己爬上10m高楼的功率,假设你身体的质量为50kg,上楼所用的时间是50s,请你计算自己上楼的功率.(100W)
12.出租车司机在机场高速公路的入口处，看到如图所示的标志牌，在不违反交通规则的前提下，该司机从入口处出发，至少行驶多长时间才能到达机场？（0.3h）
13.如图所示,旗杆顶部有一个定滑轮,升旗手通过一根绕过定滑轮的细绳,用25N的力把一面质量为2kg的国旗沿竖直方向匀速拉动上升8m,求(1)升旗手拉动旗子所做的功(200J)
(2)定滑轮的机械效率(80%)
14.如图所示.用滑轮组匀速提起一个重为350N的物体,物体10s内竖直上升了1m ,
人拉绳子的力为250N.试问:人拉绳子做功的功率为多少?滑轮组的机械效率?若用这个
滑轮组提起350N的物体,所用的拉力为多少?(50W; 70%; 250N)