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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,2.5921010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
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