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历届全国初中物理竞赛(电功率).doc

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历届全国初中物理竞赛(电功率).doc

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(2)为安全起见,需在电路中安装一总开关,该开关最好应安装在图中A、B、C、D、E中的_________点处.(3)如果R1=R2=,则电热器在旋钮开关旋到位置T时的电功率为_________W;当旋钮开关旋到位置M时,:(1)P0(2)C(3)10003×104解析:正常情况下,供电线路的零线与大地接通,所以零线和地线之间的电压为0V。电路中安装的总开关必须能够切断火线,所以安装在C点。.如果R1=R2=,则电热器在旋钮开关旋到位置T时,电热器电路中只有电阻R2,电功率为P==1000W。当旋钮开关旋到位置M时,电热器电路中电阻R1与R2串联,电功率为P==500W。通电1min产生的热量是Q=Pt=500×60J=3×104J。4.(2006全国初中应用物理知识竞赛河南预赛)自从爱迪生1879年发明电灯以来,在一百多年中经过人们的不断改进,如今白炽灯己成为我们生活中最常用的照明工具。根据你对白炽灯的了解,请提出一个与电功率知识有关的实际问题,并根据你所学过的物理知识做出简要回答。例如:断丝的灯泡再“搭上”为什么会比以前更亮?简答:“搭上”灯丝后,灯丝变短,电阻变小,在电压一定时,由P=U学****必备欢迎下载学****必备欢迎下载学****必备欢迎下载2/R可知电灯的实际功率增大,所以灯泡比原来更亮。问题:_____________________________________________________________。简答:_____________________________________________________________。:问题1:为什么灯丝较粗的灯泡额定功率较大?简答:普通白炽灯泡的额定电压相同,额定功率不同时,灯丝的电阻不同。根据决定电阻大小的因素可知,越粗的灯丝在长度相同的情况,电阻会越小,由P=U2/R可知功率就会越大。问题2:灯泡用过较长一段时间后,为什么亮度会减弱?简答:灯泡用的时间越久,灯丝会因升华现象而变细,根据决定电阻大小的因素可知,其电阻会变大,由P=U2/R可知功率就会越小,故亮度会变暗。.(2009全国初中应用物理知识竞赛复赛题)小兰家的全自动家用豆浆机的部分技术数据如下表所示。额定电压220V电机功率180W额定频率50Hz加热功率800W加干豆量75g加水量1200mL制作豆浆的程序大致如下:(水温为20℃)工作程序加热→打浆→煮浆→防溢延煮→断电报警工作时间与状态电热器开始加热,8min后,水温达到打浆设定温度。电机带动刀片高速打浆,打浆共4次,每次打15s,间隔15s。电热器继续加热,直至豆浆第一次沸腾,耗时2min。电热器间断加热,(每加热lmin,停20s)使豆浆反复煮沸,充分煮熟。共6min40s结束。机器发出声光报警,提示豆浆已做好学****必备欢迎下载学****必备欢迎下载学****必备欢迎下载小兰在用该豆浆机制作豆浆之前关闭了她家所有的用电器开关,然后在豆浆机开始制作豆浆的同时,开始记录她家电能表(如图3所示)的转盘转过的圈数,当豆浆机发出声光报警时为止,数得电能表的转盘转过了74圈。请回答:(1).煮好一锅这样的豆浆需要消耗多少电能?(2).根据第1问的计算结果,计算制作一锅这样豆浆的过程中她家电能表的转盘应转过多少圈?(3).第(2)问中计算的结果与小兰实际记录的圈数相符吗?如不相符,请说出你对产生这一偏差的猜想。:(1).煮好一锅这样的豆浆需要消耗电能:W=W1+W2=P1t1+P2t2=800×(8×60+2×60+400×)J+180×4×15J=730800J。(2).电能表应当转过的圈数:n=圈=73圈(3).不相符。猜想:①某些电器在关闭开关后,仍处于待机状态,消耗电能;②家庭电路电压偏低,豆浆机实际功率偏小;③在制作豆浆过程中,豆浆机向环境散热;④电能表存在误差;⑤小兰记录存在误差;⑥导线发热消耗电能。2.(2011全国初中应用物理知识竞赛河南预赛)节能是这个时代的主旋律。小强要测量一盏节能灯的额定功率,他利用如图甲所示的照明电路,将标有“220V60W”的白炽灯L1和标有“220V4W-40W”的节能灯L2正确接入电路中,当开关S1和S2都闭合时,两盏灯都正常发光,且在2000s内,标有1800r/kWh的电能表转了71转。试问:节能灯的发光功率是多少?当开关S1和S2都断开时,小明将图乙所示的电路插入照明电路的插座内。超导限流器是一种短路故障电流限制装置,它的电阻R随电流I变化关系如图丙所示,L为用电器。为使用电器短路后电路仍能保持稳定状态,超导电阻R应满足什么条件?在R满足一定条件时,有人把超导限流器称为“不断电保险丝”,请你说明理由。:(1)电能表转了71转消耗电能E=(71÷1800)kWh=(71÷1800)×3600×103J,两盏灯的总发光功率为E/t=(71÷1800)×3600×103J÷2000s=71W。节能灯的发光功率是71W-60W=11W。(2)由图丙可知,当电流小于20A时,超导限流器电阻为零;当电流大等于20A时,超导限流器电阻R=U/I=11Ω。即超导电阻R应满足用电器短路后电路中电流达到20A时超导电阻R突变为11Ω。(3)当电路电流小于某一电流值(20A)时,限流器电阻为0,电路正常工作;当电路短路时,限流器电阻为一定值,电路电流减小,处于稳定状态。电路中仍有电流,电路没有被切断。3.(2007第17届全国初中应用物理知识竞赛)表1中提供的是明湖中学使用的一台数学投影仪的有关数据,请根据其中的数据,通过计算回答:1、这台投影仪的耗电总功率是多大?2、如果投影仪的光源采用串联电阻降压的话,所有电阻的阻值应该多大?该电阻消耗的功率为多大?3、这台投影仪的光源采用上述串联电阻降压的方法可行吗?为什么?4、如果上述方法不可行,请你提出一种可以使投影仪正常工作的方案。(要求定性说明即可)、解:(1).因为光源消耗的功率为:P光源=U光源I光源=24V×10A=240W。鼓风机消耗的功率为:P风机=U风机I风机=220V×=22W。所以这台投影仪消耗的总功率为:P=P光源+ P风机=240W+22W=262W。(2).若光源采用串联电阻降压,这时所选用的电阴R应分担的电压为:UR=U电源-U光源=220V-24V=196V。通过所选用的电阻R的电流为:IR=I光源=10A。所选用电阻的阻值应为:R=UR/IR=196V/10A=。所选用电阻消耗的功率为:PR=I2RR=(10A)2×=1960W。(3).因为所选用电阻消耗的功率为1960W,远大于投影仪正常工作时所消耗的功率;同时电阻上消耗的1960W,将产生大量热量,实际使用中很难有效的解决散热问题,因此容易烧毁投影仪。所以,这台投影仪的光源不宜采用串联电阻降压。学****必备欢迎下载学****必备欢迎下载学****必备欢迎下载(4).可采用变压器变压的方法将电源工作电压220V降低为24V供光源使用。图4..(2008第18届全国初中应用物理知识竞赛)如图l3是一个电热器的工作原理图,电热器内有两个阻值分别为R1=60Ω和R2=120Ω的电热丝;旋转开关内有一块绝缘圆盘,在圆盘的边缘依次有0,1,2,——9共10个金属触点;可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片,转动开关旋钮可以将相邻的触点连接。如旋钮上的箭头指向图中位置D时,金属滑片将2、3触点接通,同时另一端将7、8触点接通。用这个旋转开关可以实现电热器有多挡位工作的要求。请回答:(1)这个电热器可有几个不同加热挡位?并指出每个加热档位旋转开关的箭头指向的位置;(2)将此电热器接人家庭电路中,电热器在正常工作时每个挡位的功率各是多大。:(1)有五个档位:A档:当旋纽上的箭头指向图中位置A或F时;B档:当旋纽上的箭头指向图中位置B或G时;C档:当旋纽上的箭头指向图中位置C或H时;D档:当旋纽上的箭头指向图中位置D或I时;E档:当旋纽上的箭头指向图中位置E或J时。(2)A档:R1、R2并联连入电路,电路的总电阻最小,为最大功率档P1=U2/R1+U2/R2=2202/60W+2202/120W=1210W。B档:只有R1接入电路,为较大功率档P2=U2/R1=2202/60W=。C档:R1、R2串联连入电路,电路的总电阻最大,为最小功率档,R=R1+R2=60Ω+120Ω=180Ω,P3=U2/R=2202/180W=。D档:只有R2接入电路,为较小功率档,P4=U2/R2=2202/120W=。E档:空挡,接此档时功率为零。5..(1998全国初中应用物理知识竞赛复赛)有两种灯泡,分别标有(110伏60瓦)和(110伏25瓦),把它们接入家庭照明电路中。(1)能不能各取一只串联使用?请说明原因。(2)若把两种灯泡在同一电路中混合使用,并使它们都能正常发光,最少应各使用多少只,如何连接?(3)这时总电功率是多少?:(1)不能各取一只串联使用。60瓦灯的电阻R1==。