初中科学竞赛辅导《电功》经典简答、探究20题（含答案）

初中科学竞赛辅导《电功》经典简答、探究20题1、如图是某电热器的电路示意图。21世纪教育网版权所有(1)正常情况下，零线和地线之间的电压为______V。(2)如果R1＝R2＝60.5Ω，则电热器在旋钮开关接静触点“0”和“1”时的电功率分别为______W和______W，接静触点“2”时通电1min产生的热量是________J。(3)小明想在电路中加一个“倾倒开关”，使电热器被碰倒时能自动断开电路，以免引起火灾。该开关最好应安装在示意图中A、B、C、D、E中的________点处。2、小可同学探究“通过导体的电流与电压的关系”时，电路图与实物图如图所示。已知电源电压和电阻R1的阻值均恒定，电流表A的量程为0～0．6安，电压表V1的量程为0～3伏，电压表V2的量程为0～15伏，滑动变阻器R2上标有“50Ω1A”的字样。（1）闭合开关，发现电压表V1的示数为零，电流表A与电压表V2的示数不为零，若是电路中的电阻R1或滑动变阻器R2发生故障．则故障是。（2）排除故障后，继续进行实验，记录电流表A与电压表V1的示数，得到一组实验数据，如下表所示。实验序号12345电压表V1示数（V）1.61.82.02.22.4电流表A示数（A）0.160.180.200.220.24实验中，记录电流表A与电压表V2的示数，得到一组实验数据，根据实验数据作出U-I图线(实线部分)，求出电源电压为V，则该实验中，在保证实验器材安全的前提下，电路中允许消耗的最大功率为W。3、由电源引到某工地的一只“220V、100W”的灯泡亮度较暗，测得该灯泡的实际功率只有81瓦，而电源的电压确为220伏。输电导线上消耗的功率约为，你在计算中用到了什么近似？21世纪教育网版权所有4、在某电解水的实验中,把装置中的两个电极接在12伏的直流电源上,流过的电流是0.5安,通电1分钟得到氢气3.2×10—3克,如果要电解1.8克水,消耗的电能是焦。5、在测定小灯泡额定功率的实验中(所用灯泡的额定电压U0=3.8V)，王强小组设计了另一种实验方案(其中电源电压未知，电阻R的阻值已知)。具体步骤如下：①按如图所示的电路连接好电路；②开关S拔到位置1，移动滑片P至任一位置，读出电流表示数I1；③开关S拔到位置2，滑片位置不动，读出电流表示数I2。先算出灯泡的电阻RL=_____（请你用所测的量表示），再根据LRUP200，计算灯泡的额定功率。他们按此方案测量，发现实验结果与真实值相差较大，原因是。仔细分析后，他们认为要准确测出灯泡的额定功率，只需将上述步骤2改为__。6、如图所示的电路，电压保持不变，当只闭合S1时，灯泡恰好正常发光，通过灯泡L的电流为I1；当只闭合S2时，通过R1的电流为I2，此时R1消耗的电功率是20W，I1：I2=3：2，当只闭合S3时，R2消耗的电功率为15W，则：（1）灯泡的额定功率为21世纪教育网版权所有（2）只闭合S3时，灯泡消耗的电功率为（灯丝电阻不变）7、某同学在实验中将一直流电动机接到6伏的直流电源上，闭合开关后，发现电动机不转，立即断开开关。为查出原因，他将电动机与一阻值为5欧的电阻串联后接到原来的电源上，闭合开关后，电动机并没有转动，这时电流表读数为1安，检查发现电动机的轴被卡住了。排除故障后，将电动机重新接到6伏的直流电源上带动负载转动，这时电流表读数也为1安，由此可知此时电动机做机械功的功率为瓦。8、普通的钨丝白炽灯泡的发光效率（电能转化为光能的效率）为3％，目前市场上还流行一种电子节能灯，人们常常为选择哪一种灯更好而举棋不定。下表为电子节能灯与白炽灯相比较的一组数据：功率（瓦）光通（流明）光效（流明/瓦）寿命/时售价（元/只）每度电费（元）白炽灯605509．1610001．430．52节能灯1055055500031．200．52表中“功率”是指用电器的额定功率；“光通”是指单位时间通过单位面积的光能；“光效”是指光通和功率的比值。分析表中的数据，可得节能灯的发光效率为，通过计算可发现在使用时间超过以上，购买灯更经济。9、我省的江厦潮汐试验电站是我国自行设计建造的，它的装机容量在国内同类电站中是最大的。涨潮时，潮水进入库内冲击发电机；退潮时，利用特殊的机械装置使水轮机叶片反转，潮水又能冲击发电机发电。若该电站功率为3×103千瓦，年发电量为1．0512×107千瓦时，一年以365天计算，则发电机组每天满负荷工作的时间，平均每次的发电量为。10、有一只小灯泡标有“6V3W”字样，将它与电阻箱及电流表串联起来时接地电源电压不变的电路上，调节电阻箱使其阻值减少18欧，电流表的示数增大了0.25A，灯泡恰好正常发光，这时电路消耗的总功率为瓦。11、起重机电动机两端的电压为220伏，通过电动机的电流为40安，电枢的阻值为0.5欧。用它来提升重为5000N的物体，5秒钟物体上升的高度是米。电枢电阻产生的热量是焦。21世纪教育网版权所有12、如图所示的电路中，电源电压恒定不变，闭合S后，电流表示数为0.4安，若R1与R2并联后的总电阻为R，且R1：R=5：2，电阻R2消耗的功率为7.2瓦，则R2的阻值为欧，R1消耗的电功率为瓦。13、电冰箱是人们普遍使用的家用电器。电冰箱里的制冷设备主要有三部分：蒸发器、空气压缩机和冷凝器。冷凝剂在蒸发器里汽化，吸收了冷冻室的热量，使冷冻室温度降低。空气压缩机将生成的蒸气抽走，压入冷凝器，使之液化并把冰箱里带来的热量放出。冷凝剂液化后重新回到蒸发器里，如此循环工作，从而使冷冻室保持相当低的温度。（1）根据电冰箱的工作原理，你认为电冰箱中的“冷凝剂”应具有的主要物理性质是__________________。（2）经测定：冰箱周围的温度每提高5℃，其内部就要增加25％的耗电量。如果冰箱日平均耗电量为1千瓦时，则当其环境温度升高5℃时，其多消耗的电能可供额定功率为40瓦的普通白炽灯正常工作小时。（3）鉴于以上原因，你认为在家庭装修设计时，电冰箱应安放在怎样的环境中？_______________14、在如图所示的电路中，电压表V1的量程（0～3伏），电压表V2的量程（0～15伏），电源电压16伏保持不变，滑动变阻器R2上标有“100Ω1A”字样，R1的阻值10欧．闭合电键S后，电压表V1的示数为2伏，则：21世纪教育网版权所有①此时电流表的示数I为②此时滑动变阻器R2消耗的电功率P2为③请用定值电阻来替换电阻R1．要求：移动变阻器的滑片P，使所有电表的示数都能达到各自的最大值，且电路能正常工作．第一，符合上述条件的定值电阻阻值：第二，满足上述要求时，变阻器R2连入电路的阻值范围15、阅读短文，回答问题：新型发热材料---PTCPTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它以钛酸钡为主，加以多种物质后加工而成，目前家用的陶瓷暖风器、陶瓷电热水壶等就是用这种材料做成的．PTC有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大，我们把这个设定的温度叫“居里点温度”，用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能，应用十分广泛．（1）家用固体电热灭蚊器就使用PTC陶瓷电热元件，如图为其电阻随温度变化的图象，由图可知，该PTC材料的居里点温度为℃．（2）家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165℃左右，若它的温度高于165℃，电阻，功率，使其温度；反之，也能自动调节．因此用PTC材料制成的电热器具有自动调节功能。21世纪教育网版权所有（3）某同学利用PTC电阻设计了一个“过热自动报警电路”：将PTC电阻安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，指示灯亮；当环境温度超过PTC电阻的居里点温度时，由于电阻变化，导致电磁铁磁性减弱，使警铃响．请帮他将如图所示的电路连接完整．16、用直流电动机提升重物，电动机用电压为110伏的电源供电，不计各处摩擦。当电动机以0.9米/秒的恒定速度向上提升质量为50千克的重物时，电路中的电流强度为5安，由此可知电动机线圈的电阻为欧。21世纪教育网版权所有17、在图所示的电路中，R1为5欧，R和R2为10欧，AB间的电压U为10伏。则AB间的总电阻为_______欧，电阻R消耗的电功率为______瓦。18、如图所示电路，电源电压恒定，当电路正常时，电流表A1的示数为3.0安，电流表A2的示数为1.0安，电压表V的示数为4.0伏；当三个电阻中，其中某一个电阻发生了故障，则电压V的示数变为8伏，电流表A1、A2的示数相等且不为零。则（1）哪一个电阻发生何种故障？21世纪教育网版权所有（2）发生故障后电阻R3消耗的电功率为瓦。19、如图所示，均匀圆环电阻R0=8欧，电压恒定为6伏，定值电阻R=1欧。导电滑臂OA的电阻不计，可以在圆环上无摩擦地滑动。圆环可以产生的最大电功率为_______瓦；电源可以产生的最小电功率为______瓦。21世纪教育网版权所有20、如图甲是一种小型电热式烧制炉的电路示意图，其加热元件由八段相同的电阻丝组成，每段电阻丝的阻值均为4Ω。烧制炉设有高温、低温两档，通过开关实现两档的转换。用热电偶式温度计对炉内温度进行监测，图乙是监测炉内温度的工作示意图。热电偶式温度计的原理如图丙所示，两种不同的导体（如铂、镍）各取一端接在一起作为热点（J1点）放在高温处，另一端作为冷点（J2点）放在低温处，在低温处的A、B两点之间就会存在一定的电压，这就是热电偶。已知热电偶的电压与J1、J2两点间的温度差成正比。因此，若已知冷点J2的温度，就可以通过接在A、B两点间电压表的读数确定热点J1的温度。（1）这样的热电偶实际上是一个电源，它的电能是由能转化而来的。（2）已知铂、镍热电偶式温度计热、冷两点间的温度差为100℃时，产生的电压为1.5mV。那么当冷点温度为20℃、电压表的示数为12mV时，炉内对应的温度是。（3）若烧制炉使用的电源电压为220V，则该烧制炉高温档时开关接（填“1”或“2”），此时电功率为W（结果保留整数）。21世纪教育网版权所有《电功》经典简答、探究20题答案1、（1）220（2）4004.8×104（3）C2、（1）滑动变阻器R2断路（2）6V0.18W4、2.25×104J21世纪教育网版权所有解析：设电解1.8克水所花时间为t分钟，根据题意，得通电2H2O===O2↑＋2H2↑3641.83.2×10-3t解得：t=62.5min=3750s由W=UIt得W=12V×0.5A×3750s=2.25×104J6、90W10W7、521世纪教育网版权所有8、18%，1090时，节能灯解析：（1）根据光通相等，可知60W白炽灯与10W节能灯在单位时间内通过单位面积的光能相等，设节能灯的发光效率为60W×t×3%=10W×t×η；所以η=18%．（2）设t′时间内两种灯的成本相等，则：0.06KW×t′×0.52元/度+1.43元=0.01KW×t′×0.52元/度+31.20元，所以t=1145h，白炽灯泡的使用寿命是1000小时，当超过1000小时就需要再买一只白炽灯泡。灯泡之间的差价是：31.20元-1.43元×2=28.34元节能灯比白炽灯每小时省钱（0.06KW-0.01KW）×1h×0.52元/度=0.026元28.34元/0.026元/小时=1090小时＞1000h，所以节能灯的成本比白炽灯的成本低，所以购买节能灯。9、9.6时，2.5921010焦10、4.5W21世纪教育网版权所有解析：设原来电路的总电阻为R，由题意可得：0.5A(R-18欧)=(0.5A-0.25A)R解得R=36欧所以U=9VP=UI=9V×0.5A=4.5W11、8米4000焦12、204.8W21世纪教育网版权所有解析：由题意可得：R1：R2=3：2I1：I2=R2：R1=2：3得I2=0.6AR2=P2/I22=20欧；R1=30欧P1=I12R1=4.8W21世纪教育网版权所有15、（1）100（2）增大减小降低16、4.3621世纪教育网版权所有17、102.521世纪教育网版权所有解：电路图的最后面，两个