物理知識競賽（電學(xué)部分）

1、<p>　　物理知識競賽 (電學(xué)部分)</p><p>　　一、單選題 (每小題3分，共15分）</p><p>　　1．圖示為小剛所連的兩盞白熾燈和兩</p><p>　　個插座的電路圖，通電后發(fā)現(xiàn)不能正</p><p>　　常工作。下面幾個措施中可能引起危險的是：</p><p>　　A．拆掉燈丙，兩條

2、導(dǎo)線連在一起B(yǎng)．拆掉插座甲，兩條導(dǎo)線連一起</p><p>　　C．拆掉開關(guān)S3，兩條導(dǎo)線連在一起D．拆掉開關(guān)S2，兩條導(dǎo)線連在一起</p><p>　　2． 小紅家的電表允許通過的最大電流是10安，她家有4個標(biāo)有“220V、60W”的燈泡，1個標(biāo)有“220V、1000W”的熱水器，1臺制冷時耗電為140瓦的電冰箱和1臺耗電為80瓦的電視機，則： </p><p>

3、　　A. 所有用電器可以同時使用 B. 除熱水器外其他用電器可以同時使用</p><p>　　C. 關(guān)閉電視機后其他用電器可以同時使用</p><p>　　D. 電冰箱制冷時，其他用電器不能同時使用</p><p>　　3．家用電熨斗為適應(yīng)不同衣料的熨燙，設(shè)計了調(diào)整溫度的多擋開關(guān)。使用時轉(zhuǎn)動旋鈕即可使熨斗加熱到所需的溫度。圖1是電路圖。旋轉(zhuǎn)多擋開關(guān)可以改變1、

4、2、3、4之間的連接情況?，F(xiàn)將開關(guān)置于溫度最高擋，這時，</p><p>　　1、2、3、4之間的連接是圖2中的哪一幅？</p><p>　　4．小強在北京將一根質(zhì)量分布均勻的條形磁鐵用</p><p>　　一條線懸掛起來，使它平衡并呈水平狀態(tài)，懸</p><p>　　線系住磁體的位置應(yīng)在：</p><p>　　磁體的

5、重心處 　　 　B、磁體的某一磁極處</p><p>　　C．磁體重心的北側(cè) 　 　 　D．磁體重心的南側(cè)</p><p>　　5．一臺“220V，60W”的電扇，一只“220V，60W”的白熾燈，一只“220V，60W”的電熱器，將它們同時接在220V的電壓下，在相同的時間內(nèi)，它們產(chǎn)生的熱量</p><p>　　A．電扇最多 　

6、　 B．白熾燈最多</p><p>　　C．電熱器最多 　　　 D．都一樣多</p><p>　　二．填空（共16分，每空2分）</p><p>　　1．一只“220V，100W”的白熾燈在室溫時的電阻約為40Ω，開燈瞬間的電功率為______，正常工作時的電阻是______。</p><p>　　2、修理家用電器

7、時需要一只4.75kΩ的電阻，但手頭只有10kΩ、8kΩ、500Ω和300Ω的電阻若干，要用最少個數(shù)的電阻得到最接近所需要的電阻值，連接方法是_________</p><p>　　______________，得到的電阻阻值為______。</p><p>　　3、有一個功率為100KW的電力用戶，所需電壓為400V。如果不用變壓器而直接供電，輸電線路電阻損耗的功率為62.5KW。要使損

8、失減為100W，輸電電壓應(yīng)提高到_________V。</p><p>　　我們周圍有很多利用電能發(fā)光的燈。有的利用燈絲的高溫而發(fā)光，如________燈；有時燈有燈絲，但是不靠燈絲發(fā)光，如_______燈；有的燈根本沒有燈絲，通電后也能發(fā)光，如________燈。 </p><p>　　三、（9分）由電源引到某工地的一只“220V、100W”的燈泡亮度較暗，測得該燈泡的實際功率只有8

9、1瓦，而電源的電壓確為220伏。輸電導(dǎo)線上消耗的功率約有多大？你在計算中用到了什么近似？ </p><p>　　四、（15分）可充電電池的額定電壓約為1.3伏特。當(dāng)電流從正極流入、從負(fù)極流出時即可充電。充電電流在20毫安—40毫安范圍內(nèi)比較適合?，F(xiàn)有一個額定輸出電壓為36伏特，額定輸出電流為0.5安培的電源，還有電阻值為100歐姆、510歐姆、1000歐姆、2200歐姆和6800歐姆的幾個電阻器供選用。請選擇適當(dāng)

10、的電阻，構(gòu)成簡單的充電電路，可以分別給一節(jié)或兩節(jié)電池充電，不必更換所用電阻器。</p><p>　　1．畫出電路圖（畫出兩節(jié)充電電池）</p><p>　　2．如果通往充電電池的兩條導(dǎo)線短路，電阻器消耗的電功率是多少？</p><p>　　五、（9分）水在熱電廠的鍋爐中變?yōu)樗羝?，通過渦輪機帶動發(fā)電機發(fā)電，用過的水蒸汽在液化器中凝結(jié)成水，再到鍋爐，循環(huán)使用。液化器中

11、的冷卻水則流到冷卻塔中降溫，如圖。水的比熱為4.2×103J/（Kg·℃），求：</p><p>　　1．夏天，來自冷卻塔的水溫為16℃，而回到冷卻塔的</p><p>　　水溫為30℃。若冷卻塔和液化器間水的流量為15m3/s，</p><p>　　試求水蒸汽的能量轉(zhuǎn)化為電能的效率。</p><p>　　2．如果發(fā)電機的

12、發(fā)電功率是56萬千瓦，發(fā)電機把機械能轉(zhuǎn)化為電能的效率為80%，不計水蒸汽通過渦輪機過程中由于熱傳遞造成的能量損失及渦輪機的摩擦，試求水蒸汽的能量轉(zhuǎn)化為電能的效率。</p><p>　　六．(9分)山區(qū)某工地施工時，照明電路需用導(dǎo)線從離工地250米處的電源引來，工地上要用一只“220V　100W”和一只“220V　200W”的燈泡來照明，所用導(dǎo)線的電阻為每米0.018歐，如果電源兩端的電壓為220伏，且保持不變，試

13、求照明時導(dǎo)線上所消耗的功率和每只燈泡實際所消耗的功率。（計算時不考慮燈絲電阻的變化，數(shù)值只取整數(shù)，小數(shù)可四舍五入）</p><p>　　七、（12分）上題水箱中的水在冬天往往溫度不夠高，同學(xué)們在水箱中加裝了一個“220 V，2000 W”的電熱管，并利用一個“6 V， 1W”的小燈泡和一段10Ω/m的電阻絲，為電熱管安裝了一個指示燈。 （1）畫出電熱管及指示燈的電原理圖。 （2）在同學(xué)們的方案中，小燈泡兩端的

14、電壓是按5V設(shè)計的。對于指示燈來說，這樣設(shè)計有什么好處？（3）按上述設(shè)計，電阻絲需截用多長的一段？（4）安裝指示燈后，電熱管的實際功率是額定功率的百分之幾？ 計算中可以認(rèn)為電熱管。小燈泡及電阻絲的電阻不隨溫度發(fā)生明顯變化</p><p>　　八、（8分）在一次實驗中需要測量小燈泡兩端的電壓和流過它的電流。聰明而粗心的小剛連接了如圖所示的電路。同組的小林發(fā)現(xiàn)有錯，主張拆了以后重新連接，可是時間來不及了，小剛眼珠一轉(zhuǎn)

15、，在圖示電路中只增加了一根導(dǎo)線，電路就正常工作了。問：（1）如果閉合圖示電路中的開關(guān)，電壓表的讀數(shù)約為多少？電流表的讀數(shù)約為 多少？小燈泡發(fā)光情況如何？</p><p>　?。?）在圖中畫出小剛連接的那條導(dǎo)線。</p><p>　　九、（13分）淋浴用水的流量約為10升/分，合適的水溫約為50℃，用水時間約為4分鐘。</p><p>　　電熱淋浴器有兩種設(shè)計，一種

16、是淋浴時電流直接對于流動的水加熱，另一種則備有水箱，</p><p>　　待箱中的水加熱至合適的溫度后再淋浴。加熱前的水溫以20℃計。</p><p>　?、僬埜鶕?jù)上面提供的數(shù)據(jù)論證，第一種設(shè)計不適合大多數(shù)家庭的供電電路。</p><p>　　②如果水箱中的水恰好夠一個人淋浴用，供電電路允許的電流最大為10安，電加熱的效率為80％，這種條件下把水箱中的水加熱最少需多

17、長時間？</p><p>　　物理應(yīng)用知識競賽試題四(電學(xué)部分)之答案</p><p>　　一．1、A 2、A 3、A 4、C 5、C</p><p>　　二．1、1210W ，484Ω 2、10kΩ、8kΩ并聯(lián)，4.4kΩ 3、10000 4、白熾　，日光，霓虹</p><p>　　三、參考解答：正常工作時的電流</p>

18、<p>　　安 (1) (2)</p><p>　　代入數(shù)值后解出 I = 0.41 安 (3) 與此類似可以求得 </p><p>　　U == 198 伏 (4) 輸電線上的電壓降 = 22伏 (5)</p><p>　　輸電線上的電流 安 (6)</p>

19、<p><b>　　輸電線上的功損失</b></p><p><b>　　瓦 (7)</b></p><p>　　以上過程中(2)式的得出認(rèn)為電燈燈絲的電阻不隨溫度改變，這是一種近似。</p><p>　　評分標(biāo)準(zhǔn)：本題8分，(1)－(7)式各1分，指出近似給1分。</p><p>　　四

20、、解：1．因為直流電源的輸出額定電壓為36V，遠(yuǎn)大于兩節(jié)被充電池的電壓，所以需串聯(lián)一個阻值適宜的電阻才能充電。其電路圖如下：</p><p>　　兩節(jié)電池串聯(lián)時的電壓是2.6V，不論充電電池是一節(jié)還是兩節(jié)，其電壓都遠(yuǎn)小于電源電壓，可以忽略，因此充電流I為：</p><p>　　把U=36V和R=200歐姆、510歐姆……分別代入上式，得：I=360×10-3A、70×1

21、0-3A、36×10-3A、16×10-3A……</p><p>　　符合充電電流20mA～40mA范圍內(nèi)的電阻是1000歐姆，所以應(yīng)選用1000歐姆的電阻與其串聯(lián)。</p><p>　　2．如果通往充電電池的兩條導(dǎo)線短路，則電阻器消耗的電功率為：</p><p>　　答：充電電池短路時，電阻器消耗的電功率是1.3瓦特。</p>&

22、lt;p>　　五、1．水蒸汽冷卻時所放的熱量為冷卻水所吸收，所以冷卻所丟失的功率（即散熱功率）為</p><p><b>　　P散＝Q吸/t＝</b></p><p>　?。?.2×103焦/（千克·℃）×15×103千克/秒（30－16）℃＝8.82×108瓦</p><p>　　2．水

23、蒸汽的能量轉(zhuǎn)化為電能的效率</p><p>　　η＝P用/P總＝P電/（P機+P散）×100% P機＝560×106W/0.8＝700×106W</p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　六、電路如圖所示． R線為導(dǎo)線的電阻， L1為“220 V 100 W”燈泡，L2

24、為“220V 200 W”燈泡．</p><p><b>　　R線</b></p><p><b>　　L1　 　L2</b></p><p>　　R線＝（0.018歐/米）×2×250米＝9歐</p><p>　　L1和L2的電阻分別為 歐，歐</p>

25、<p>　　L1和L2的總電阻　　　　RL=1歐/（）＝161歐</p><p>　　所以，導(dǎo)線上消耗的功率為　　P線＝I總2·R線≈15瓦</p><p>　　兩燈泡實際消耗的總功率為PL＝I總2·RL≈270瓦</p><p>　　L1消耗的功率P1＝90瓦　　　　L2消耗的功率P2＝2P1＝180瓦</p><

26、;p>　　七、七．（1）電路圖　　2分 </p><p>　?。?）指示燈兩端的電壓按5V設(shè)計有利于延長燈的壽命　　1分</p><p>　?。?）由P＝U2/R得電熱管的電阻　　　R＝U2/P＝（2202/2000）Ω＝24.2Ω</p><p>　　電熱管兩端的實際電壓　U1＝220V－5V＝215V</p><p>　　通過

27、電熱管的實際電流是　I1＝U1/R＝215V/24.2Ω＝8.884A</p><p>　　小燈泡的電阻R燈＝U燈2/P燈＝(6V)2/(1W)=36Ω</p><p>　　實際通過小燈泡的電流應(yīng)為I燈＝(5V)/(36Ω)=0.139A</p><p>　　通過電阻絲的電流為I絲＝8.884A－0.139A＝8.745A</p><p>　

28、　電阻絲的電阻 R絲=(5V)/(8.745A)=0.572Ω</p><p>　　電阻絲的長度L=0.572Ω/(10Ω/m)=0.057m</p><p>　　實際功率與額定功率之比 P1/P=(U1/U)2=96% 每式1分</p><p>　　八、參考解答：(1)電壓表的讀數(shù)約為6伏，電流表的讀數(shù)約為0，小燈泡不發(fā)光。(2)答案如圖。</p&g

29、t;<p>　　評分標(biāo)準(zhǔn)：本題共8分。電壓表和電流表的讀數(shù)各2分，小燈泡的發(fā)光情況1分。所連導(dǎo)線3分，但導(dǎo)線沒有連在接線柱上，而連在其他導(dǎo)線中間的，只給1分。</p><p>　　九、參考解答：流量：f=10升／分=1.67×10-4米3／秒</p><p>　　溫差△T=30℃ 用水時間t=4分=240秒 水的比熱容</p><p&

30、gt;　　c=4.2×103焦／（千克／℃）水的密度ρ=1.0×103千克／米3</p><p>　?、僖欢〞r間△t內(nèi)電流的焦耳熱： Q1=IU△t(1)</p><p>　　這段時間內(nèi)水溫上升△T所需的熱量： Q2=(f△t)c△T(2)</p><p>　　假設(shè)焦耳熱全部用來使水升溫，則有 Q1=Q2

31、(3)</p><p><b>　　解出</b></p><p>　　代入數(shù)值，得I=96安 (5)</p><p>　　如果考慮到熱量散失，實際電流會比這個數(shù)值更大，目前家庭電路所能承載的最大電流很少有超過10安培的，所以這種設(shè)計不適合家庭淋浴。</p><p>　　②水箱的水量 m=ρt=4

32、0千克(6)</p><p>　　使水箱中的水溫升至50℃所需的熱量： Q2=mc△T(7)</p><p>　　電流在時間△t內(nèi)提供的焦耳熱： Q1=IU△T(8)</p><p>　　ηQ1=Q2(9) 解出</p><p>　　代入數(shù)值，得 △t=2.86×103秒=48 (11)&

33、lt;/p><p>　　孔雀石和石青是自然界存在的兩種碳酸鹽類銅礦，它們的化學(xué)組成可分別表示為CuxCO3(OH)y和xCuCO3*yCu(OH)2(x、y為正整數(shù)且x≤2，y≤2）。</p><p>　?。?）孔雀石和石青分別與過量的鹽酸反應(yīng)時，孔雀石耗用的鹽酸與生成的CO2的質(zhì)量比為36.5：11；石青則為109.5：44。請推算它們的化學(xué)組成?？兹甘痏_______（Cu2CO3(OH)

34、2,已算出），石青（2CuCO3*Cu(OH)2,已算出）</p><p>　?。?）現(xiàn)有孔雀石和石青混合樣品，取兩份等質(zhì)量的樣品，在一份中加入過量的鹽酸，生成CO2 6.6g；加熱另一份樣品使其完全分解，得到CuO 20g，試通過計算確定該混合物中孔雀石和石青的質(zhì)量之比為_________。</p><p>　　注：要有詳細(xì)過程，我們市據(jù)說只有兩個人做對了，答案為111：173）<