有趣的自动控制装置

① 光电导效应的光电导效应的应用

光电导效应的应用主要体现在光电导材料的应用上。光电导材料是一种灵敏、快速的光电器件。通过它，能灵敏、快速地将接受到的光信号转换成对应的电信号，广泛地应用于国民经济、军事、科学技术等各个部门和社会生活的方方面面，特别是现代高新技术之中。 (1)在探测器中的应用
利用光电导效应原理工作的探测器称为光电导探测器。作为半导体材料的一种体效应，光电导效应无须形成p-n结。光照越强，光电导材料的电阻率越小，故光电导材料又称为光敏电阻。不含杂质的光敏电阻一般在室温下工作，适用于可见光和近红外辐射探测，含杂质的光敏电阻通常必须在低温条件下工作，常用于中、远红外辐射探测。
(2)在摄像管中的应用光电导材料是目前摄像管中应用最为广泛的光电变换材料之一。与利用外光电效应的摄像管相比，光电导摄像管突出的优点是：体积小、重量轻、结构简单、灵敏度高等。目前，它已广泛地应用于工业监控系统。 (1)红外夜视仪(热像仪)
通过光电导材料，热像仪中的红外光可变成可见光，即将红外图像转化为可见光图像，以便作战人员观察夜间战场情况。这一过程分为两步进行：首先是使用对红外辐射敏感的红外光电导探测器，把红外辐射信号变成电信号，该信号的大小正比于红外辐射的强度；其次是通过电视显像系统将电信号显示于电视屏幕上。
热像仪是当代夜视技术发展的最高水平，广泛应用于各类红外观察仪、红外热瞄器、坦克上的潜望仪器、带光测距机、火控系统与跟踪系统之中，具有隐蔽性好、抗干扰性强、分辨率高、全天候性等优点。
(2)导弹系统中的制导装置和反导弹系统中的预警装置
红外光电导摄像管是红外制导导弹的眼睛。许多军事目标(飞机、坦克、军舰等)都装有大功率发动机，其动力部分是强大的红外辐射源，可形成红外制导导弹的目标控制信号。当信号被导弹接受后，经处理去驱动导弹的控制系统，在红外光电导摄像管的协助下，不断矫正导弹的飞行方向，逼近目标并加以摧毁。用导弹拦截导弹，关键在于传感器准确及时地探测、跟踪目标。由对红外光响应速度快、灵敏度高、有较高响应率的光电导材料制成的红外光电导探测器，可安装在预警飞机或预警卫星上，能准确及时地探测、跟踪敌方导弹尾焰的红外辐射，是反导弹系统预警装置中的重要组成部分。红外光电导制导、探测技术具有不易受干扰、定位准确率高、结构简单、成本低、可探测超低空目标等优点，但受气象条件的影响比较大，往往要和雷达配合，以便取长补短。目前，许多地空导弹是雷达)红外双模制导导弹。有趣的是，光电导效应同样应用于隐身技术。 (1)在生产生活中的应用
在生产生活方面，光敏电阻可应用在各种自动控制装置和光检测设备中，如生产线上的自动送料、自动门装置、航标灯、路灯、应急自动照明、自动给水停水装置、生产安全装置、烟雾火灾报警装置、照相机的自动调节、电子计算机的输入设备以及医疗器械(如光电脉搏计、心电图仪)等方面。此外，还可应用于电子乐器、电视和其它家用电器中。
(2)在教育教学中的应用
在教育教学方面，光电导摄像管可广泛地应用于学校教育教学的监督和管理评价工作之中。光电导材料应用于扫描仪、复印机、投影仪，给学校的教学和人们日常的学习和交流带来方便。
(3)在科学研究中的应用
在科学研究方面，利用红外光电导，可以遥感物体表面温度、无损探伤、气象遥感、地学遥感等。
总之，光电导传感和遥感技术对于自动控制、机电一体化十分重要。 探测、传感技术的发展离不开高性能的光电器件材料。 在今后一段时间内, 响应速度更快、 响应效率更好、灵敏度更高、响应频率更宽的高性能光电导材料, 将是光电导技术研究的主要发展方向。
综上所述, 人类已经进入信息时代, 半导体和微电子技术无疑是信息社会的核心技术之一。 展望未来, 在光电子技术的革命中, 光电导材料会在光学、集成光电子学和分子电子学领域发挥重大作用 。 在语言和图像的识别中, 在复杂情况下作出判断的人工智能以及神经网络和模拟人脑等方面的发展中, 半导体微电子技术和光电子技术仍将是未来科学技术革命的主要内 容, 作为一种性能不断优化的基础元器件, 光电导材料将会作出巨大的贡献。

② 有趣的机械原理小知识

1.自行车上的机械原理
自行车上的杠杆、轮轴知识。 ①自行车上的杠杆 A、控制前轮转向的杠杆：自行车的车把，是省力杠杆，人们用很小的力就能转动自行车前轮，来控制自行车的运动方向和自行车的平衡。 B、控制刹车闸的杠杆：车把上的闸把是省力杠杆，人们用很小的力就能使车闸以较大的压力压到车轮的钢圈上。 ②自行车上的轮轴 A、中轴上的脚蹬和花盘齿轮：组成省力轮轴（脚蹬半径大于花盘齿轮半径）。 B、自行车手把与前叉轴：组成省力轮轴（手把转动的半径大于前叉轴的半径）。 C、后轴上的齿轮和后轮：组成费力轮轴（齿轮半径小于后轮半径）。

参考资料：
2.自行车中有哪些简单机械原理
车把：轮轴——变形杠杆——省力

踏板：轮轴——变形杠杆——省力

前闸、后闸：——杠杆——省力

后轮：轮轴——变形杠杆——费力

应用机械的位置

应用机械的类型

应用的机械起什么作用

龙头（把手）

轮轴

轻松地控制方向

踏脚板与齿轮

轮轴

省力

刹车

杠杆

省力

大车轮与小车轴

轮轴

加快速度

大齿轮与小齿轮

轮轴

提高转速

螺丝与螺帽

斜面

省力

①自行车上的杠杆

A、控制前轮转向的杠杆：自行车的车把，是省力杠杆，人们用很小的力就能转动自行车前轮，来控制自

行车的运动方向和自行车的平衡.

B、控制刹车闸的杠杆：车把上的闸把是省力杠杆，人们用很小的力就能使车闸以较大的压力压到车轮的

钢圈上.

②自行车上的轮轴.滑轮组

A、中轴上的脚蹬和花盘齿轮：组成省力轮轴（脚蹬半径大于花盘齿轮半径）。

B、自行车手把与前叉轴：组成省力轮轴（手把转动的半径大于前叉轴的半径）。

C、后轴上的齿轮和后轮：组成费力轮轴（齿轮半径小于后轮半径）。

自行车的踏脚用到了杠杆原理。以飞轮的轮轴为支点，用较长的铁杆来转动链条上的飞轮，可以省力。

踏脚飞轮。

车把：轮轴——变形杠杆——省力

踏板：轮轴——变形杠杆——省力

前闸、后闸：——杠杆——省力

后轮：轮轴——变形杠杆——费力

应用机械的位置

应用机械的类型

应用的机械起什么作用

龙头（把手）

轮轴

轻松地控制方向

踏脚板与齿轮

轮轴

省力

刹车

杠杆

省力

大车轮与小车轴

轮轴

加快速度

大齿轮与小齿轮

轮轴

提高转速

螺丝与螺帽

斜面

省力

①自行车上的杠杆

A、控制前轮转向的杠杆：自行车的车把，是省力杠杆，人们用很小的力就能转动自行车前轮，来控制自

行车的运动方向和自行车的平衡.

B、控制刹车闸的杠杆：车把上的闸把是省力杠杆，人们用很小的力就能使车闸以较大的压力压到车轮的

钢圈上.

②自行车上的轮轴.滑轮组

A、中轴上的脚蹬和花盘齿轮：组成省力轮轴（脚蹬半径大于花盘齿轮半径）。

B、自行车手把与前叉轴：组成省力轮轴（手把转动的半径大于前叉轴的半径）。

C、后轴上的齿轮和后轮：组成费力轮轴（齿轮半径小于后轮半径）。

自行车的踏脚用到了杠杆原理。以飞轮的轮轴为支点，用较长的铁杆来转动链条上的飞轮，可以省力。

踏脚飞轮上用到了齿轮，以防止链条打滑。

自行车上的链条与车子的后轮之间也采用了齿轮传动。并且应用了比踏脚飞轮更小的齿轮，可以节省踏

脚所用的力，同时，还提高了自行车后车轮运转时的速度。自行车的刹车系统也用到了杠杆原理。以车

把上的刹车柄的转折关节为支点，起到了省力的作用。想停住自行车，一个人拉都有点困难，但这么一

捏，马上能停住。
3.举例生活中的简单机械并将其分类或说明原理
呵呵我正好是学机械工程的，试着帮你总结几个~~

日常生活中咱们常见的机械装置，最多的就是是杠杆、四连杆机构、齿轮机构。很多东西最终都可以归结到这三个上面

1，压水井的压水手柄：

利用杠杆原理制成，支点距水井较近，而手柄较长，这样力臂较长，可以省力。但是由杠杆原理可知，杠杆都是省但不省功的。

2，自行车：

自行车上有很多小的机械装置，是生活中最典型的机械装置

比如车闸，是利用杠杆原理制成的。

车蹬实际是一个曲柄机构。

前链轮和后链轮之间由铰链连接，从机械原理学上讲，是一个简单的链传动机构

3，钳子，剪刀

也都是利用杠杆原理制成。实际上就是两个小杠杆结合到一起，就是一个钳子或剪刀了

4，扳手

仍然是杠杆原理

5，液压小千斤顶

（不知道楼主见过没有，就是街边上很多司机车坏了，从后备厢里拿出来，把车顶起来修车的小东西，是司机常备的物品）

内部结构是一个简单的液压装置。从原理上说也有应用杠杆原理。别看一个液压千斤顶个头很小，但支起一台小轿车很容易的

6，电动筛

这东西在农村用的比较多，粮食放在上面，打开电源，电动筛就自动摇摆，把不用的东西筛下来

其原理就是一个双摇杆机构，在大的分类上属于四连杆。

大地相当于一个杆，两个摇摆支架是第二、第三个杆，筛子是第四个杆

你要学过机械原理就会知道，四连杆机构根据四个杆之间的长短关系，可以形成曲柄摇杆机构，双摇杆机构，双曲柄机构

电动筛就是人为制作形成的一个双摇杆机构

7，小轿车的车门

具体结构那当然是很复杂了，但从原理上讲，轿车车门其实就是一个简单的四连杆机构

8，柱塞泵

不知道你见过没有，就是和自行车的打气筒差不多的，靠里面的柱塞一进一出来抽水或抽油的，

其原理实际上是一个曲柄滑块机构，柱塞相当于滑块。

曲柄滑块机构实际上是属于曲柄摇杆机构的变种，而前面也说了，曲柄摇杆机构在大的分类上又属于四连杆机构

9 电梯

电梯的内部具体结构其实很复杂的，不是像一般人想象的那样，就是一根钢索吊着一个电梯厢。现在的电梯内部 *** 了各种自动控制装置，各种传感器，当然最重要的还有安全保护装置。

但是从机械原理上说，电梯其实就是一个蜗轮蜗杆机构。在大的分类上讲，蜗轮蜗杆机构属于齿轮机构的一种

10 齿轮泵

一种简单的泵，抽水或者抽油用的，生活中很常见的

是典型的齿轮机构

把齿轮泵拆开，里面其实就是两个齿轮而已

齿轮泵的优点是造价便宜，体积小，缺点是工作噪音大，排量较小

先总结这么10个吧！！

其实生活中简单的机械装置很多很多的，可以说无处不在，

如果再举几个复杂的例子那就更多了！

比如汽车的变速箱，你要拆开看看，里面全都是齿轮，这属于轮系，而轮系在大的分类上也属于齿轮机构

建筑工地上的吊车，上面有杠杆，四连杆，齿轮，液压，滑轮组。。。。太多了

车床，见过么？？上面几乎包括所有的机械装置

一台小轿车，上面也几乎包括所有你可以想的到的机械装置

所以只要留心观察，生活中的机械无处不在

上面没有写到的，楼下的继续补充呵！！
4. 关于机械原理的一些题目 请高人解答
一.1. 3个自由度， 可动部件有三个分别是连杆和两连架杆 2.三个转动副，一个移动副 3.等加速等减速凸轮

二.1.A2.A3.C4.B5.A6.A7A8.D9.A

三1.*2.*3.∨4.*5.∨6.*7.∨8.*

四1.曲柄摇杆机构中，曲柄虽作等速转动，而摇杆摆动时空回行程的平均速度 却大于工作行程的平均速度 （即V2>V1），这种性质称为机构的急回特性.

2.(1)两齿轮的模数必须相等.（2）.两齿轮分度圆上的齿形角必须相等

3.多发生在小带轮上，因为小带轮的包角小，磨擦力也小。

如果觉得可以请采纳为答案，累死我了.
5.概括短文,100分
1643年1月4日，在英格兰林肯郡小镇沃尔索浦的一个自耕农家庭里，牛顿诞生了。

大约从五岁开始，牛顿被送到公立学校读书。少年时的牛顿并不是神童，他资质平常，成绩一般，但他喜欢读书，喜欢看一些介绍各种简单机械模型制作方法的读物，并从中受到启发，自己动手制作些奇奇怪怪的小玩意，如风车、木钟、折叠式提灯等等。

他还喜欢绘画、雕刻，尤其喜欢刻日晷，家里墙角、窗台上到处安放着他刻画的日晷，用以验看日影的移动。 他的好奇心让他发现了《牛顿物理引力学》，成为了活至84岁的科学巨匠。

③ 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2cm2，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)

④ 急求科学小发明，要求：原创、简单、方便、实用、材料不要太多。谢谢各位啦！！

1.我们知道通常我们的抽屉里会发现一些旧电池，但是我们也不知道还有没有电，如果放进用电器来检验很麻烦而且无法知道它电剩余量。所以，你可以做一个小验电器。 方法简单如下：使用一个小灯泡，很小的那种（像挂坠或玩具灯上的，五金店都有卖）。然后用两根细漆包线分别连接灯上。两根线的另一端分别用于接你要检验的电池的正负极。根据小灯泡的亮度，就可以判断电池的电量了。 2.拿把破雨伞，把布拆掉，拿一条电线，一头接电视或收音机，一头接到伞上面，就是一个好好的信号接受器。你想专业一点就在伞上面多绕几圈铁丝就行了。这是最省钱，快捷的方法，只是有点搞笑。 3.将一根火柴和一根缝被的大针并在一起，用包香烟的铝箔将它们紧紧地包裹起来，再将有火柴头的一端的铝箔弯折过来密封捻紧。然后在靠近尾部的地方装上定向尾翼，把针拔出，就成了一个很简单的反冲火箭。 实验时，把小火箭放在铁丝架上，点燃一根火柴，对准铝箔筒包有火柴头的部位加热。当温度升高到火柴头的燃点时，箔里的火柴匣被点燃，使周围的空气急剧膨胀，气体从尾口高速喷出。由于反冲作用，火箭筒便从架上向前飞了出去。 如果在铝箔中包两根头对头放置的火柴，两端都不封闭。将它放在上，从中部加热。当筒内火柴点燃后，气体从两头喷出，铝箔筒仍停留在架上，从而说明了系统的动量守恒.

⑤ 汽车的自动变速器原理是什么

自动变速器根据汽车速度、发动机转速、动力负荷等因素自动进行升降档位，不需由驾驶者操作离合器换档，使用很方便。特别在交通比较拥挤的城区马路行驶，自动变速器体现出很好的便利性。自动变速器比手动变速器复杂得多，有很多方面不相同，但最大的区别在于控制方面。手动变速器由驾驶员操纵档位，加档或减档由人工操作，而自动变速器是由机器自动控制档位，变换档位是由液压控制装置进行的。
以一个典型的自动变速器为例，液压控制装置根据节气门（油门）开度和变速器输出轴上输送来的信号控制升降档。根据节气门开度变化，液压控制装置中的调节阀产生与加速踏板踏下量成正比的液压，该液压作为节气门开度“信号”加到液压控制装置；另外有装配在输出轴上的速控液压阀可产生与转速（车速）成正比的液压，作为车速“信号”加到液压控制装置。因此，就有节气门开度“信号”和车速“信号”，液压控制装置根据这两个“信号”自动调节变速器油量，从而控制换档时机。
也就是说在汽车驾驶中，驾驶员踏下加速踏板（油门踏板），控制节气门开度和汽车的行驶速度（变速器输出轴转速），就能自动控制变速器内的液压控制装置，液压控制装置会利用液力去控制行星齿轮系统的离合器和制动器，以改变行星齿轮的传动状态。
自动变速器的核心控制装置是液压控制装置，液压控制装置由油泵、阀体、离合器、制动器以及连接所有这些部件的液体通路所组成。关键部件是阀体，因此它是自动变速器的控制中心。阀体的作用是根据发动机和底盘传动系的负载状况（节气门开度和输出轴转速），对油泵输出到各执行机构的油压加以控制，以控制液力变矩器，控制各离合器和制动器的结合与分离实现自动换档。
以上是自动变速器的基本控制形式，如果是电子控制自动变速器，就要在上述基础上增加电磁阀，ECU（电控单元）借助电磁阀控制自动变速器工作过程。ECU输入电路接受传感器和其它装置输入的信号，对信号进行过滤处理和放大，然后转换成电信号驱动被控的电磁阀工作。因此，电子控制自动变速器就要增加节气门位置传感器、车速传感器、水温传感器、液压温度传感器、发动机转速传感器、档位开关、刹车灯开关等数字信号汇入ECU，从而使得ECU精确控制电磁阀，使换档和锁止时间准确，令汽车运行更加平稳和节省燃油。