10.(2014，德州)汽车尾气是造成雾霾指数PM2.5升高的原因之一，某物理实验小组的同学们设计了如图所示的有害尾气排放检测电路。在一项针对某种有害尾气浓度进行的测试中，气敏电阻的阻值随有害尾气浓度变化的部分数据如下表所示。已知电源电压12 V恒定不变，R0为定值电阻，R为气敏电阻。
有害尾气
浓度/%Vol … 5 7.5 10 12.5 15 …
R/Ω … 5.2 3.9 3 2.5 2 …
(1)测试过程中，当电压表读数为7 V时，电流表读数为1 A，求电阻R0的阻值。
(2)当这种有害尾气浓度增大到15%Vol时，求电压表的示数(结果保留一位小数)。
(3)当电路消耗的总功率为18 W时，有害尾气浓度是多少?
解：(1)由串联电路电压关系，U=UR+UR0，
得UR0=U-UR=12 V-7 V=5 V，
由欧姆定律I=UR，得R0=UR0I=5 V1 A=5 Ω
(2)由表中数据可知，当有害尾气浓度增大到15%Vol时，R1=2 Ω，由串联电路电阻关系，得
R总1=R1+R0=2 Ω+5 Ω=7 Ω，
由欧姆定律，得I1=UR总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，
由欧姆定律得R总2=UI′=12 V1.5 A=8 Ω
(或R总2=U2P=(12 V)218 W=8 Ω)，
由串联电路电阻关系，R总2=R0+R2，
得R2=R总2-R0=8 Ω-5 Ω=3 Ω，
由表格可知，有害尾气的浓度为10%Vol
类型3：力、电、热综合
11.(2014，山西)市场上有一种电热饮水机，如图所示是饮水机的简化电路图，S是温控开关，R1是调节电阻，其阻值为176 Ω，R2是供加热的电阻丝，饮水机的铭牌参数如表所示。求：
(1)若饮水机正常工作的加热效率为90%，现将质量为1.5 kg，初温为20 ℃的水在一标准大气压下烧开需要吸收的热量是多少?需加热多长时间?已知c水=4.2×103 J/(kg•℃)。(时间计算结果保留整数)
(2)当饮水机处于保温状态时，它的保温功率是多少?
解：(1)水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103 J/(kg•℃)×1.5 kg×(100 ℃-20 ℃)=5.04×105 J，因为Q吸=ηW，W=Pt，所以电热壶把水烧开所用的时间t=WP热=Q吸ηP热=5.04×105 J90%×1 100 W=509 s
(2)根据P=UI，I=UR可得P=U2R，加热电阻的阻值R2=U2P热=(220 V)21 100 W=44 Ω，当S断开时，R1、R2串联，电路处于保温状态，保温时电路中的电流I保=UR总=UR1+R2=220 V176 Ω+44 Ω=1 A，
因为R1是调节电阻，电路保温时的功率由R2提供，
由P=UI，I=UR可得P=I2R，
电路中的保温功率P保=I保2R2=(1 A)2×44 Ω=44 W
12.(2014，六安模拟)电动汽车以蓄电池为驱动能源，汽车运动时，蓄电池为车上的电动机供电，电动机为汽车提供动力。某辆电动汽车的总质量(含驾驶员)为2.5×103 kg，汽车车身长3.5 m。当它在水平路面以某一速度v匀速行驶时，电动机工作电流为50 A，工作电压为400 V，电动机电功率转换为汽车前进的机械功率的效率为75%，汽车所受阻力为汽车重力的0.03倍(g取10 N/kg)。
(1)求电动汽车匀速前进的速度v多大?
(2)若汽车以10 m/s的速度通过9.5 m长的桥梁，求汽车通过桥梁的时间。
解：(1)F阻=0.03mg=0.03×2.5×103 kg×10 N/kg=750 N，
因为汽车做匀速直线运动，
所以F=F阻=750 N，
由题意，Fv=UIη，
v=UIηF=400 V×50 A×75u0 N=20 m/s
(2)s=s车+s桥=3.5 m+9.5 m=13 m，t=sv1=1.3 s
，我们将会及时处理。
