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【竞赛及提前招生】2012年重点高中自主招生物理试卷(四)


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2013 年名校初升高自主招生物理综合练习卷(四)
一、解答题(共 18 小题,满分 4 分) 1. (2009?黄冈)据报道,华中农业大学的几位学生发明了一种水上垃圾清理船,它能将水面上漂 浮的垃圾通过前端的两个旋转滤网收集后,由倾斜的传送带送至船尾的垃圾箱中,如图是设计的样 船.相关的数

据如下表: 名称 水面垃圾清理船 发动机 额定功率 质量(空载) 汽油发动机 5kW 200kg

1000kg 排水量 (1)工作前,质量为 60kg 的驾驶员登上船后,它排开水的体积是多少? (2)正常工作时,传送带将收集的垃圾升高 0.5m 后,落入垃圾箱中,这要消耗发动机的 1%的能 量.它在 5 分钟内可传送 300kg 的垃圾,求传送带的传送效率. (3)如何提高该船效率,请提出一条合理的建议.

2. (2009?安徽)常用的电压表是由小量程的电流表 G 改装而成的.电流表 G 也是一个电阻,同样 遵从欧姆定律.图甲是一个量程为 0~3mA 的电流表 G,当有电流通过时,电流可以从刻度盘上读 出,这时 G 的两接线柱之间具有一定的电压.因此,电流表 G 实际上也可以当成一个小量程的电 压表.已知该电流表的电阻为 Rg=10Ω. (1)若将这个电流表当成电压表使用,则刻度盘上最大刻度 3mA 处应该标多大的电压值? (2)如图乙所示,若将这电流表串联一个定值电阻 R 后,使通过 G 的电流为 3mA 时,A、B 之间 的电压等于 3V,这样 A.B 之间(虚线框内)就相当于一个量程为 0~3V 的电压表(图丙) ,求串 联的定值电阻 R 的大小.

3. (4 分) (2009?安顺)某中学为解决同学们的饮水问题,新购置了一批台式饮水机,其铭牌如下 表所示.如图是饮水机的电路图,S 是用感温材料制造的温控开关,R1 是电阻,R2 是供加热的电 阻丝.分析电路图可知,当 S 接通时,饮水机处于加热状态,当 S 断开时处于保温状态. 额定频率50Hz 环境温度 10℃~38℃ 加热功率550W环境湿度 ≤90% 额定电压220V 制热水能力≥90℃5L/h (1)在加热状态下,饮水机正常工作时电路中的电流是多大? (2)正常工作时该饮水机将热水罐中 0.6kg,18℃的水加热到 93℃,用时 6min.用这些数据及题 目中的信息, 计算热水罐中的水吸收的热量和该饮水机加热状态时的效率. [C 水=4.2×10 J/ (kg?℃) ] (3)如果要使饮水机在保温状态时的功率是加热状态时的一半,则 R1 与 R2 的比值应是多少.
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4. (2009?赤峰)丽达洗衣机的铭牌如图所示,根据铭牌提供的信息回答下列问题: 防触电保护类别 额定洗涤容量 5kg 额定电压 220V 洗涤功率 450W 水加热功率 1950W 电源频率 50Hz 甩干功率 600W 最大工作电流 12A

自来水压力 0.06Mpa≤p≤1Mpa 重量 72kg (1)1 标准大气压下,洗衣机内装有 40kg、14℃的水,使水温升高 25℃,水至少吸收多少热量? [C 水=4.2×10 J/(kg℃) ) (2)洗衣机的洗涤功能和加热功能是同时工作并同时停止的,若连续洗涤用时 40min,机内水温 达到(1)问的情况,求洗衣机加热水的效率为多少?(保留到整数位) (3)洗衣机后来甩干又用了 10min.若仅有此洗衣机工作的整过过程中,家中电能表的表盘示数 从 3246.8kwh 变成多少? 5. (2009?安溪县)电视机可以用遥控器关机而不用断开电源,这种功能叫做待机功能.这一功能 虽给人们带来了方便,但电视机在待机状态下仍然要消耗电能却鲜为人知.例如,小明家的一台彩 色电视机的待机功率大约是 l0W.假如他家每天平均看 4h 电视,看完电视后总是用遥控器关机而 不断开电源.试计算: (1)小明家因这台电视机待机一年(按 365 天计)浪费的电能是多少? (2)如果这些电能全部用来烧水,可以将多少 l5℃的水加热到 40℃?如果小明同学洗一次澡需要 50kg、40℃的水,这些水可供他洗多少次澡? (3)请你就电视机待机功能的正确使用方法提出建议. 6. (2009?广东)家庭电路的电压是 220V,某空调器处于制冷状态时的功率 P1 是 2.2Kw,送风状 态时的功率 P2 是 0.22Kw,它们是交替运行的,现测得此空调器在某时段内的电功率随时间变化的 关系如图所示. (1)空调器在前 5min 内处于什么状态?此时通过它的电流是多少? (2)在 1h 内,空调器将消耗的电能是多少度?
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7. (2009?惠安县)电热安全压力锅彻底解决了压力锅的安全问题,解除了普通压力锅困扰消费者 多年的安全隐患;省时省电(比普通电饭锅节电 30%以上) .如图是某款电压力锅及铭牌: 220V 5L 额定电压 额定容量 900W 额定功率 工作压力 50~80kPa 50Hz M50 工作频率 型号 (1)你认为该电压力锅应该选用两孔插座还是三孔插座,为什么? (2)该电压力锅正常工作时电流多大?(小数点后保留两位小数) (3) 在该电压力锅中装入 3kg 初温为 30℃的水, 当加热到 120℃时刚好沸腾, 水吸收了多少热量? (4)该安全电压力锅在正常工作 0.5h 消耗的电能是 0.315kWh,通过计算判断该电压力锅是间歇 通电工作,还是持续通电工作?
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8. (2009?晋江市) 学校课外活动小组为检测某传感器而设计的如图电路. 传感器上标有“3V 0.9W” 的字样(传感器可看作一个电阻) ,滑动变阻器 R0 上标有“10Ω 1A”的字样,电流表量程为 0.6A, 电压表量程为 3V.求: (1)该传感器的电阻和额定电流各是多少? (2)根据技术资料可知,如果传感器的电阻变化超过 1Ω,则该传感器就失去了作用.实际检测时 (不考虑测量时电值的变化) ,将一个电压恒定的电源加在图中 a、b 之间,闭合开关 S,通过调节 R0 来改变电路的电流和 R0 两端的电压,检测记录如下: 电压表示数/V电流表示数/A 0.16 第一次1.48 0.22 第二次0.91 通过计算分析,你认为这个传感器是否仍可使用?此时 a、b 间所加的电压是多少?

9. (2009?河北)小明学了家庭电路知识后,利用电能表和秒表测量家中电热水器的实际功率.他 的做法是:打开标有“220V 1210W”的热水器,关掉家里的其他用电器,测得电能表(标有 “1800r/Kw?h”)的铝盘转过 200 转所用的时间是 400s. (热水器电热丝的阻值不变)求: (1)热水器的实际功率. (2)通过热水器的电流. (3)如图是小明家的供电线路.已知此时供电站输出的电压是 220V,则供电站距他家多远?(已 知每千米导线的电阻为 5Ω)

10. (2009?河南)在“家电下乡”活动中,小刚家买了一台微渡炉. (1)他观察电源线插头的三个脚,如图所示,知道其中稍长些的脚 E 是把微渡炉的外壳与 _________ 相连接,而且脚 E 稍长一些可保证在插入插座和拔出插座时更安全.原因是 _________ . (2)微波炉说明书中的铭牌如下表所示,在使用最大加热功率加热时,家庭电路中干路电流增加 多少呢?请你帮小刚计算. 额定 最大加 电源 加热 防触电 电压 热功率 频率 效率 保护类 220V 1100W 50HZ >92% I 类
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www.jyeoo.com (3)小刚对铭牌中加热效率大于 92%有点怀疑,他动手进行了测量.他用容积是 250mL 的废矿泉 水瓶装满 20℃的自来水,倒入专用塑料杯中,放入微波炉中用最大加热功率加热 1min,取出后测 得温度为 78℃.请你计算这台微渡炉的加热效率.[C 水=4.2×10 J/(kg?℃)] (4)我国出台了一系列有关“家电下乡”的政策,其中对购买高能效、低能耗的家电产品实行政府 财政补贴,就国家这一政策对能源与社会发展带来的影响,发表你的看法.
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11.电热炉内有两个阻值分别为 R1=60Ω 和 R2=120Ω 的发热电阻,用一个旋转开关可以实现电热炉 多挡位工作的要求.将电热炉接入家庭电路中. (1)电热炉工作时能发热,是利用了电流的 _________ ;当电热炉只有发热电阻 R1 工作时, 通过它的电流是 _________ . (2)当两个电阻 R1、R2 _________ 连接时,电热炉发热功率最大,并且这个最大功率值为 _________ . (3)如图是这个电热炉的工作原理图,其中的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 C 时,金属滑片将 3、4 触点接通, 同时也将 8、9 触点接通.试分析当旋转开关的箭头指向 _________ (填写字母)位置时,电热 炉的功率达到最大值.

12. (2009?龙岩)在国家大力提倡节能减排和使用新能源的政策支持下,小明家计划安装太阳能电 池板供照明使用,同时将普通白炽灯全部换成 LED 节能灯.他通过调查和查阅资料获取了以下信 息: ①小明家所处位置每天平均能接收的太阳能约为 1.44×10 J/m . ②某型号的太阳能电池板对太阳能的利用率为 10%. ③5W 的 LED 节能灯照明效果与 40W 的普通白炽灯相同. ④家里有 5 盏 40W 的普通白炽灯,每盏灯每天平均使用 4h. 请回答下列问题: (1)请写出一种新能源(除太阳能外) ,并说说你(家)能为节能减排做些什么? (2)换用节能灯后与原来相比,每天可节约照明用电多少度? (3)至少要安装多少平方米该型号的太阳能电池板才够节能灯使用? 13. (2006?太原)为防止湿手板开关造成触电事故,小宇同学为家中的灯暖型浴霸(冬季家庭洗浴 时取暖时用的电器)设计了一个温度自动控制装置,如图甲所示.其中半导体材料制成的热敏电阻 阻值 R1 随温度变化的曲线如图乙所示. 已知继电器线圈电阻 R2 为 20Ω, 电源的电压 U0 恒为 12V. 浴 霸共安装有 4 只“220V 250W”的灯泡,当继电器线圈中的电流大于或等于 50mA 时,继电器的衔 铁被吸合,浴霸电路断开;当线圈中的电流小于或等于 40mA 时,继电器的衔铁被释放,浴霸电路 闭合.求:
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(1)浴霸电路闭合时,通过浴霸的总电流. (2)若将此装置放在浴室内,浴室内的温度可控制在什么范围? 14.如图 1 所示电路中,灯 L 上标有“6V 4W”的字样,Rl 的最大阻值为 18Ω,R2=4.5Ω. (1)当开关 Sl、S3 都断开、S2 闭合时,灯 L 正常发光,求电源电压; (2)当开关 S1、S2 和 S3 都闭合,且滑动触头 P 滑到 b 端,求电路中的总电流; (3)当开关 S1 闭合、S2、S3 都断开.在滑动触头 P 由 a 端滑到 b 端的过程中,滑动变阻消耗的功 率随其电阻 R1 变化的情况如图 2 所示. 由图象可知, 当 R1 为何值时, 滑动变阻器消耗的功率最大? 最大功率是多少?(设电源电压恒定不变)

15.横截面积为 S1=3×10 m 的圆筒内装有 m=0.6kg 的水,太阳光垂直照射 t=2min 可以使水温升 3 高△t=1℃.水的比热容为 C=4.2×10 J/(kg?℃)]. 求: (1)两分钟内水吸收的太阳能 Q; (2)地球上每秒钟每平方米的面积上可以接受到的太阳能 E0. 6 (3)设大气顶层的太阳能有 45%能达到地面被水吸收,地球的半径 R=6.4×10 m.问每秒钟有多少 太阳能到达地球?E=? 11 (4)太阳与地球表面的平均距离 r=1.5×10 m,估算太阳的全部辐射功率 P(太阳发射能量可看成 2 是分散到以太阳为圆心太阳到地球为半径的得球面上,此球面面积为 S=4πr ) 16.电磁炉具有清洁、高效的节能等优点,已经逐步走进千家万户.小明家里买了一台电磁炉,如 图所示.为了知道该电磁炉的效率,小明进行了实验,他把质量为 1kg、初温为 25℃的水装入不锈 钢锅中加热至沸腾(在 1 标准大气压下) ,用了 200s 的时间.求: (1)该电磁炉正常工作时的电流. (2)水吸收的热量. (3)该电磁炉烧水的效率.[C 水=4.2×10 J/(kg?℃)].
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www.jyeoo.com 17. (2009?潍坊)随着生活水平的提高,很多家庭都使用了电热水器(如图甲所示) .下表是某品 牌家用电热水器的主要参数. 安装方式 加热方式 挂式 产品容量 内胆材质 水温调节 额定功率 电源性能 产品质量 220V/50Hz 24kg 金圭特护加热 60L 金圭特护内 (35~75) ±5℃3000W 棒 胆

(1)求该热水器正常工作时的电流;从安全方面考虑,电热水器的插座应选用图乙还是图丙? (2)求装满水的该热水器正常工作时,水温升高 50℃所用的时间.不计热量损失.[ρ 水 3 3 3 =1.0×10 Kg/m ,c 水=4.2×10 J/(Kg?℃)].

18. (2009?咸宁)干电池是实验时经常使用的电源,它具有稳定的电压.实际上干电池本身也具有 一定的电阻,只是因为较小,我们忽略了电源本身电阻的影响.如果考虑电阻,可以把干电池看成 一个理想的电源(即电阻为零)和一个电阻 r 串联组成,如图甲所示. 用图乙所示的电路可以测量一个实际电源的电阻值.图中 R 为电阻箱.开关 S 闭合后,调节电阻 箱,当电阻箱电阻 R1=14Ω 时,理想电流表的读数 I1=0.2A;当电阻箱电阻 R2=29Ω 时,理想电流表 的读数 I2=0.1A.求电源电阻 r 的大小.

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2013 年名校初升高自主招生物理综合练习卷(四)
参考答案与试题解析
一、解答题(共 18 小题,满分 4 分) 1. (2009?黄冈)据报道,华中农业大学的几位学生发明了一种水上垃圾清理船,它能将水面上漂 浮的垃圾通过前端的两个旋转滤网收集后,由倾斜的传送带送至船尾的垃圾箱中,如图是设计的样 船.相关的数据如下表: 名称 发动机 额定功率 质量(空载) 排水量 水面垃圾清理船 汽油发动机 5kW 200kg 1000kg

(1)工作前,质量为 60kg 的驾驶员登上船后,它排开水的体积是多少? (2)正常工作时,传送带将收集的垃圾升高 0.5m 后,落入垃圾箱中,这要消耗发动机的 1%的能 量.它在 5 分钟内可传送 300kg 的垃圾,求传送带的传送效率. (3)如何提高该船效率,请提出一条合理的建议.

考点:阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用;机械效率的计算;增大或减小机械效率的方法. 专题:计算题;应用题;简答题;信息给予题.

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分析:(1)知道船和人的质量,利用重力公式求人船总重;再利用漂浮条件求船受到的浮力;然 后利用阿基米德原理求排开水的体积. (2)分别求出使用传送带的总功和有用功,再计算传送带的传送效率. (3)在有用功不变的情况下,减小额外功,从而提高传送带的效率. 解答:解: (1)∵船漂浮, ∴F 浮=G=mg=(200+60)kg×10N/kg=2600N; 又∵F 浮=ρ 水 v 排 g, ∴船排开水的体积: v 排= (2)发动机在 5min 内对传送带做的总功: W 总=Pt×1%=5000W×300s×1%=15000J, 传送带 5min 内做功: W 有=Gh=mgh=300kg×10N/kg×0.5m=1500J, 传送效率: η= =10%. ;

(3)将传送带改成滤网式,使水随时流掉,减小额外功,提高传送带的效率.
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www.jyeoo.com 3 答: (1)船排开水的体积是 0.26m ; (2)传送带的传送效率为 10%; (3)将传送带改成滤网式. 点评:本题考查了浮力的计算(阿基米德原理、漂浮条件) 、有用功和总功的计算、效率的计算, 以及提高机械效率的方法,涉及到物理知识的实际应用,知识点多,属于难题. 2. (2009?安徽)常用的电压表是由小量程的电流表 G 改装而成的.电流表 G 也是一个电阻,同样 遵从欧姆定律.图甲是一个量程为 0~3mA 的电流表 G,当有电流通过时,电流可以从刻度盘上读 出,这时 G 的两接线柱之间具有一定的电压.因此,电流表 G 实际上也可以当成一个小量程的电 压表.已知该电流表的电阻为 Rg=10Ω. (1)若将这个电流表当成电压表使用,则刻度盘上最大刻度 3mA 处应该标多大的电压值? (2)如图乙所示,若将这电流表串联一个定值电阻 R 后,使通过 G 的电流为 3mA 时,A、B 之间 的电压等于 3V,这样 A.B 之间(虚线框内)就相当于一个量程为 0~3V 的电压表(图丙) ,求串 联的定值电阻 R 的大小.

考点:欧姆定律的应用.

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专题:计算题;应用题. 分析:(1)电流表 G 也相当于一个电阻,阻值为 10Ω,通过它的电流为 3mA 时,加在它两端的电 压根据 U=IR 直接可求; (2)电流表 G 和定值电阻 R 串联,已知 U 和 I,根据 R= 可先求出总电阻,然后根据串联 电路的电阻特点即可求出 R 的阻值.也可先根据串联电路的电流、电压特点求出通过 R 的 电流和 R 两端的电压,再根据 R= 计算出 R 的阻值. 解答:已知:Rg=10Ω,I=3mA=3×10 3A 求:Ug,R 解: (1)根据欧姆定律得 Ug=IRg=0.003A×10Ω=0.03V;


(2)AB 之间的电阻

=

因为 Rg 和 R 串联,所以 R=RAB﹣Rg=1000Ω﹣10Ω=990Ω. 答: (1)应标的电压值为 0.03V; (2)串联的定值电阻 R 为 990Ω. 点评:识别电路的基本连接方式, 然后利用欧姆定律的应用进行相关计算; 本题的关键是理解题意. 3. (4 分) (2009?安顺)某中学为解决同学们的饮水问题,新购置了一批台式饮水机,其铭牌如下 表所示.如图是饮水机的电路图,S 是用感温材料制造的温控开关,R1 是电阻,R2 是供加热的电 阻丝.分析电路图可知,当 S 接通时,饮水机处于加热状态,当 S 断开时处于保温状态. 额定频率50Hz 环境温度 10℃~38℃ 加热功率550W环境湿度 ≤90% 额定电压220V 制热水能力≥90℃5L/h (1)在加热状态下,饮水机正常工作时电路中的电流是多大?
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www.jyeoo.com (2)正常工作时该饮水机将热水罐中 0.6kg,18℃的水加热到 93℃,用时 6min.用这些数据及题 目中的信息, 计算热水罐中的水吸收的热量和该饮水机加热状态时的效率. [C 水=4.2×10 J/ (kg?℃) ] (3)如果要使饮水机在保温状态时的功率是加热状态时的一半,则 R1 与 R2 的比值应是多少.
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考点:欧姆定律的应用;热量的计算;串联电路的电压规律;电功率的计算. 专题:应用题;信息给予题;方程法. 分析: (1)要算加热时的电流,可根据电功率公式的变形式 I= 算出.

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(2)要算水吸收的热量,可根据吸热公式 Q=cm(t﹣t0)算出; 该饮水机加热状态时的效率是指被水吸收的热量与消耗的电能之比,所以要算该饮水 机加热状态时的效率,还需要算出该饮水机工作 6min 钟内消耗的电能,算电能可根据电功 公式 W=Pt 算出. (3)当开关 S 闭合时,电阻 R1 短路,电路中只有 R2,R2 两端电压等于电源电压,此时 R2 消耗的功率最大,电功率 P2= ,饮水机处于加热状态;当开关 S 断开时,电阻 R1 与 R2

串联,饮水机的电功率 P2′=

,饮水机处于保温状态.

由题意知,保温时的功率是加热时功率的一半,则可得 P2′:P2=1:2,然后根据电压一定, 可得出 R1 和 R2 的比值. 解答: 解: (1)由 P=UI 得:I= 则该饮水机正常工作时的电流:I= = =2.5A.
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(2)水罐中的水吸收的热量:Q 吸=C 水 m(t﹣t0)=4.2×10 J/(kg?℃)×0.6kg×(93℃﹣18℃) 5 =1.89×10 J, 5 饮水机工作 6min 消耗的电能:W=Pt=550W×360S=1.98×10 J, 该饮水机加热时的效率:η = ≈95.5%

(3)当 S 闭合时,R1 短路,R2 两端的电压等于电源电压,此时饮水机处于加热状态,则电 功率 P2= ,

当 S 断开时,R1 与 R2 串联,此时饮水机处于保温状态,则电功率 P2′=



由题意得:

=

=

= ,

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答: (1)在加热状态下,饮水机正常工作时电路中的电流是 0.25A. (2)热水罐中的水吸收的热量为 1.89×10 J,该饮水机加热状态时的效率为 95.5%. (3)如果要使饮水机在保温状态时的功率是加热状态时的一半,则 R1 与 R2 的比值是 1:1. 点评:本题综合考查了学生对电功率公式及其变形式、吸热公式、热效率公式的掌握和应用,掌握 电功率公式及其变形式是解答本题的关键.本题有一定的难度,难度在于第(3)问,要根 据题意选择合适的电功率公式,然后根据公式和题中的功率比值去分析求解,从而最终得到 电阻的比值. 4. (2009?赤峰)丽达洗衣机的铭牌如图所示,根据铭牌提供的信息回答下列问题: 防触电保护类别 额定电压 220V 洗涤功率 450W 水加热功率 1950W 额定洗涤容量 5kg 电源频率 50Hz 甩干功率 600W 最大工作电流 12A
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自来水压力 0.06Mpa≤p≤1Mpa 重量 72kg (1)1 标准大气压下,洗衣机内装有 40kg、14℃的水,使水温升高 25℃,水至少吸收多少热量? [C 水=4.2×10 J/(kg℃) ) (2)洗衣机的洗涤功能和加热功能是同时工作并同时停止的,若连续洗涤用时 40min,机内水温 达到(1)问的情况,求洗衣机加热水的效率为多少?(保留到整数位) (3)洗衣机后来甩干又用了 10min.若仅有此洗衣机工作的整过过程中,家中电能表的表盘示数 从 3246.8kwh 变成多少? 考点:热量的计算;能量利用效率;电功的计算. 专题:计算题;应用题;信息给予题. 分析:(1)已知水的质量、初温、末温以及水的比热容,根据公式 Q=cm△t 可求水吸收的热量. (2)已知洗衣机的加热功率和加热时间,根据公式 W=Pt 可求产生的热量,吸收的热量与 产生的热量之比就是洗衣机加热水的效率. (3)已知洗涤功率和加热功率以及所用的时间,根据公式 W=Pt 可求消耗的电能,还知甩 干的功率和所用的时间,同样可求甩干消耗的电能,最后求出消耗的总电能加上原来的示数 就是现在电能表的示数. 3 6 解答:解: (1)水吸收的热量 Q 吸=c 水 m△t=4.2×10 J/(kg℃)×40kg×25℃=4.2×10 J. 6 答:水至少吸收 4.2×10 J 热量. 6 (2)产生的热量 Q 放=P 热 t=1950W×40×60s=4.68×10 J, η= ×100%= ×100%≈90%.
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答:洗衣机加热水的效率为 90%. (3)洗衣机洗涤和加热时消耗电能 W1=(P1+P2)t1=(1.95+0.45)kw× h=1.6kwh, 甩干消耗电能 W2=P3t2=0.6kw× h=0.1kwh, 一共消耗电能 W=W1+W2=1.6kwh+0.1kwh=1.7kwh, 读数变为:3246.8kwh+1.7kwh=3248.5kwh. 答:家中电能表的表盘示数从 3246.8kwh 变成 3248.5kwh. 点评:本题考查本题考查热量、电功和能量利用效率的计算以及电能表的读数,关键是公式及其变 形的应用,最容易出错的是温度升高到和温度升高了,这是两个截然不同的概念.
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www.jyeoo.com 5. (2009?安溪县)电视机可以用遥控器关机而不用断开电源,这种功能叫做待机功能.这一功能 虽给人们带来了方便,但电视机在待机状态下仍然要消耗电能却鲜为人知.例如,小明家的一台彩 色电视机的待机功率大约是 l0W.假如他家每天平均看 4h 电视,看完电视后总是用遥控器关机而 不断开电源.试计算: (1)小明家因这台电视机待机一年(按 365 天计)浪费的电能是多少? (2)如果这些电能全部用来烧水,可以将多少 l5℃的水加热到 40℃?如果小明同学洗一次澡需要 50kg、40℃的水,这些水可供他洗多少次澡? (3)请你就电视机待机功能的正确使用方法提出建议. 考点:电功的计算;热量的计算;有利于节约能源的措施.

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专题:应用题;简答题. 分析:解决此题要利用电功的公式 W=Pt 求解电功, 利用公式 Q=cm△t 变形求解水的质量, 结合生 活实际分析节约电能的方法. 解答:解: (1)小明家电视机一年的待机时间为:t=(24﹣4)h×365=7300h 一年消耗的电能为:W=Pt=0.01kw×7300h=73kw?h 6 8 (2)电能全部转化为内能为:Q=3.6×10 ×73J=2.628×10 J 可以将 mkg 的水加热到规定温度, 则 可洗澡:2502.9/50≈50 次 (3)由于电视机待机时仍需要消耗电能,所以最好不要让电视机待机,这样既可以节约电 能,又可以防止电视机发热而对电视机不利. 点评:解决此类问题的关键是要结合电功的公式和热量公式进行分析求解. 6. (2009?广东)家庭电路的电压是 220V,某空调器处于制冷状态时的功率 P1 是 2.2Kw,送风状 态时的功率 P2 是 0.22Kw,它们是交替运行的,现测得此空调器在某时段内的电功率随时间变化的 关系如图所示. (1)空调器在前 5min 内处于什么状态?此时通过它的电流是多少? (2)在 1h 内,空调器将消耗的电能是多少度?

考点:欧姆定律的应用;电功的计算;电功率的计算.

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专题:计算题;应用题. 分析:(1)从图象中读出前 5min 内空调的功率,然后与制冷功率和送风功率比较,与其相等的, 则为空调所处的状态;然后利用 I= 求出此时通过它的电流; (2)从图象中算出空调在一小时内处于制冷状态时工作的时间,以及送风状态时工作的时 间,然后利用 W=Pt 分别求出空调在两种状态下各消耗的电能,电能之和则为空调一小时消 耗的总电能. 解答:解: (1)由图可知:空调在前 5min 内,其功率为 P2=0.22kW,因此此时空调处于送风状态; 此时通过它的电流: = =1A.
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www.jyeoo.com (2)由图可知:1h 内制冷时间:t1=40min= h,t2=20min= h; 则空调消耗的电能:W=P1t1+P2t2=2.2kW× h+0.22kW× h=1.54kW?h. 答: (1)空调器在前 5min 内处于送风状态;此时通过它的电流是 1A; (2)在 1h 内,空调器将消耗的电能是 1.54 度. 点评:本题考查欧姆定律的应用以及电功计算公式的灵活应用,识图是解答本题的关键所在. 7. (2009?惠安县)电热安全压力锅彻底解决了压力锅的安全问题,解除了普通压力锅困扰消费者 多年的安全隐患;省时省电(比普通电饭锅节电 30%以上) .如图是某款电压力锅及铭牌: 220V 5L 额定电压 额定容量 额定功率 工作频率 900W 50Hz 工作压力 型号 50~80kPa M50

(1)你认为该电压力锅应该选用两孔插座还是三孔插座,为什么? (2)该电压力锅正常工作时电流多大?(小数点后保留两位小数) (3) 在该电压力锅中装入 3kg 初温为 30℃的水, 当加热到 120℃时刚好沸腾, 水吸收了多少热量? (4)该安全电压力锅在正常工作 0.5h 消耗的电能是 0.315kWh,通过计算判断该电压力锅是间歇 通电工作,还是持续通电工作?

考点:插座的构造与工作方式;热量的计算;电功率的计算;额定电压;额定功率;实际功率. 专题:计算题;应用题;简答题;信息给予题. 分析:(1)三孔插座比两孔插座中多出的一个孔是用来接地线的;目的就是为了防止触电; (2)由表格数据可知压力锅的额定电压和额定功率;根据公式 I= 即可求出;

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(3)质量 3kg 初温为 30℃的水加热到 120℃,吸收的热量利用公式 Q 吸=cm(t﹣t0)即可求 出; (4)比较电压力锅在正常工作 0.5h 消耗的电能与实际消耗的电能,或比较电压力锅在正常 工作时消耗 0.315kWh 的电能所用的时间与实际工作时间 0.5h 是否一致即可得出工作的特 点. 解答:解: (1)该电压力锅应该选用三孔插座; 原因:为了防止电热安全压力锅的金属外壳因漏电而发生触电事故,故使用比两孔插座中多 出的一个接地孔的三孔插座; (2)已知:U 额=220V,P 额=900W; 则:I= = ≈4.09A;
3 6

答:该电压力锅正常工作时电流约为 4.09A. (3)Q 吸=cm(t﹣t0)=4.2×10 J/(kg?℃)×3kg×(120℃﹣30℃)=1.134×10 J; 6 答:水吸收了 1.134×10 J 的热量. (4)电压力锅在正常工作时消耗 0.315kWh 的电能所用的时间:

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www.jyeoo.com t= = =0.35h<0.5h;

由此可知压力锅没有持续通电工作,而是间歇通电工作. 点评:本题通过电压力锅考查了电学的几个基本知识点, 注意正常工作是指实际电压等于额定电压 的状态. 8. (2009?晋江市) 学校课外活动小组为检测某传感器而设计的如图电路. 传感器上标有“3V 0.9W” 的字样(传感器可看作一个电阻) ,滑动变阻器 R0 上标有“10Ω 1A”的字样,电流表量程为 0.6A, 电压表量程为 3V.求: (1)该传感器的电阻和额定电流各是多少? (2)根据技术资料可知,如果传感器的电阻变化超过 1Ω,则该传感器就失去了作用.实际检测时 (不考虑测量时电值的变化) ,将一个电压恒定的电源加在图中 a、b 之间,闭合开关 S,通过调节 R0 来改变电路的电流和 R0 两端的电压,检测记录如下: 电压表示数/V电流表示数/A 0.16 第一次1.48 0.22 第二次0.91 通过计算分析,你认为这个传感器是否仍可使用?此时 a、b 间所加的电压是多少?

考点:电功率的计算;欧姆定律的应用. 专题:计算题;方程法. 分析: (1)由 P=UI 及 I= 推导出 R=

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,计算可得 R,将 R 代入 I= 计算可得 I,

(2)根据串联电路中部分电路电压之和等于总电压,可以列出两个式子,联立可以解出 a、 b 间所加的电压和此时传感器电阻,进而比较它的阻值变化情况,得出它是否可以使用. 解答: 解: (1)由 P=UI 及 I= 推导出 R= 据欧姆定律:I= = =0.3A ,将 U=3V,P=0.9w 代入可得:R= = =10Ω

(2)根据串联电路中部分电路电压之和等于总电压,即 Uab=U 传+U0,电压表示数为 R0 两 端电压,电流表示数为串联电路电流,据图表可知,U 传等于电流表示数乘以传感器电阻 R 传, 将表中数据代入可得:1.48V+0.16A×R 传=Uab① 0.91V+0.22A×R 传=Uab② 解得:R 传=9.5Ω,Uab=3V 传感器的电阻变化 R﹣R 传=10Ω﹣9.5Ω=0.5Ω<1Ω,则这个传感器仍可使用. 答: (1)该传感器的电阻是 10Ω,额定电流 0.3A, (2)通过计算分析,这个传感器仍可使用,此时 a、b 间所加的电压是 3V. 点评:第二问,需要根据串联电路中部分电路电压之和等于总电压,以及图表中的数据列方程,解 方程,得出最终结论,计算过程需要认真对待,避免出错.

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www.jyeoo.com 9. (2009?河北)小明学了家庭电路知识后,利用电能表和秒表测量家中电热水器的实际功率.他 的做法是:打开标有“220V 1210W”的热水器,关掉家里的其他用电器,测得电能表(标有 “1800r/Kw?h”)的铝盘转过 200 转所用的时间是 400s. (热水器电热丝的阻值不变)求: (1)热水器的实际功率. (2)通过热水器的电流. (3)如图是小明家的供电线路.已知此时供电站输出的电压是 220V,则供电站距他家多远?(已 知每千米导线的电阻为 5Ω)

考点:电功率的计算;欧姆定律的应用. 专题:计算题;应用题.

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分析:(1) 已知电能表转 1800r 消耗 1Kw?h 的电能, 因此能够求出铝盘转过 200 转所消耗的电能, 然后根据公式 P= 可以求出实际功率; (2)根据热水器的标志牌可以求出热水器的电阻,然后结合电功率公式 P=I R 变形求解电 流 I, (3) 根据欧姆定律的变形公式 R= 可以求出总电阻, 然后减掉热水器的电阻即是线路电阻, 在求解线路长度时注意有火线和零线两条线路. 解答: 解: (1)热水器消耗的电能 W= 热水器的实际功率 P= = = kW?h×3.6×10 J/kW?h=4×10 J, =1000W;
6 5 2

(2)热水器电热丝的电阻值为 R= 通过热水器的电流 I= =

=

=40Ω;

=5A; =44Ω;

(3)电路的总电阻为 R 总= =

输电线的电阻为 R 线=R 总﹣R=44Ω﹣40Ω=4Ω, 供电站到小明家的距离 s= =0.4km=400m;

答: (1)热水器的实际功率是 1000W; (2)通过热水器的电流是 5A; (3)供电站距小明家 400m. 点评:此类问题结合实际生活中的热水器考查了欧姆定律和电功率公式理解应用, 要会对公式进行 灵活变形,注意单位换算问题. 10. (2009?河南)在“家电下乡”活动中,小刚家买了一台微渡炉. (1)他观察电源线插头的三个脚,如图所示,知道其中稍长些的脚 E 是把微渡炉的外壳与 大地 相连接, 而且脚 E 稍长一些可保证在插入插座和拔出插座时更安全. 原因是 插头插入插座时外壳 先接地线,拔出插座时外壳后脱离地线 . (2)微波炉说明书中的铭牌如下表所示,在使用最大加热功率加热时,家庭电路中干路电流增加 多少呢?请你帮小刚计算.
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www.jyeoo.com 额定 最大加 电压 热功率 220V 1100W

>92% I 类 (3)小刚对铭牌中加热效率大于 92%有点怀疑,他动手进行了测量.他用容积是 250mL 的废矿泉 水瓶装满 20℃的自来水,倒入专用塑料杯中,放入微波炉中用最大加热功率加热 1min,取出后测 得温度为 78℃.请你计算这台微渡炉的加热效率.[C 水=4.2×10 J/(kg?℃)] (4)我国出台了一系列有关“家电下乡”的政策,其中对购买高能效、低能耗的家电产品实行政府 财政补贴,就国家这一政策对能源与社会发展带来的影响,发表你的看法.
3

电源 频率 50HZ

加热 效率

防触电 保护类

考点:插座的构造与工作方式;密度公式的应用;热量的计算;电功;电功率;电功率的计算;能 源与人类生存和社会发展的关系.
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专题:应用题;简答题. 分析:(1)家用电器都使用三孔插座,是由于这些用电器的外壳是金属,金属是导体,当用电器 漏电时,会使外壳带电,若接上地线,即便漏电,电流也就通过地线,流入大地,而防止了 触电事故的发生. (2)由电功率公式 P=UI 计算电流; (3)由密度公式计算出水的质量,由热量公式计算吸收的热量,由电功公式计算电流做的 功,再计算效率后比较. (4)高效家电产品有利于节能减排,保护环境,促进社会可持续发展. 解答:解: (1)稍长些的脚 E 是把微渡炉的外壳与大地相连接,而且脚 E 稍长一些可保证在插入 插座和拔出插座时更安全.原因是:地线插人插座时外壳先接地线,拔出插座时外壳后脱离 地线. 故本题答案为:大地;插头插人插座时外壳先接地线,拔出插座时外壳后脱离地线. (2)I= = =5A.
3
﹣6

答:增加的电流值为 5A. (3)250ml 水的质量 m=ρV=1000kg/m ×250×10 m =0.25kg, 4 水吸收的热量 Q=cm△t=4200J/(kg?℃)×0.25kg×58℃=6.09×10 J, 4 消耗的电能 W=Pt=1100W×60s=6.6×10 J. η= ×100%= ×100%=92.3%
3

答:这台微波炉的效率为 92.3%. (4)我国的能源消耗以化石能源为主,鼓励使用高效家电产品,可有效提高能源利用率, 实现节能减排,保护环境,促进社会可持续发展. 点评:本题是一道电学与热学的综合应用题.与生活相连,使学生觉得学了物理有用,且加强了学 生的节能环保的意识.注意计算时的单位变换要正确. 11.电热炉内有两个阻值分别为 R1=60Ω 和 R2=120Ω 的发热电阻,用一个旋转开关可以实现电热炉 多挡位工作的要求.将电热炉接入家庭电路中. (1)电热炉工作时能发热,是利用了电流的 热效应 ;当电热炉只有发热电阻 R1 工作时,通过 它的电流是 3.67A . (2)当两个电阻 R1、R2 并 连接时,电热炉发热功率最大,并且这个最大功率值为 1210W . (3)如图是这个电热炉的工作原理图,其中的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
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www.jyeoo.com 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 C 时,金属滑片将 3、4 触点接通, 同时也将 8、9 触点接通.试分析当旋转开关的箭头指向 A(或 F) (填写字母)位置时,电热 炉的功率达到最大值.

考点:电功与热量的综合计算;欧姆定律的应用.

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专题:计算题;应用题;电和热综合题. 分析:(1)电流流过导体时导体发热的现象是电流的热效应;当电热炉只有发热电阻 R1 工作时, 电路为 R1 的简单电路,根据欧姆定律求出通过 R1 的电流; (2)因电压一定,则要使电功率最大,电阻应最小,故两电阻应并联,根据电阻的并联求 出电路中的电阻,再根据 P= 求出这个最大功率;

(3)要使功率最大,应两电阻并联,分析开关的接法即可得出答案. 解答:解: (1)电热炉工作时能发热,是利用了电流的热效应工作; 当只有 R1 工作时,由欧姆定律知:I= = ≈3.67A;

(2)两电阻并联时等效电阻最小,电热炉发热功率值是最大, ∵ = + ,

∴R 并= 最大功率值: Pmax= =

=40Ω,

=1210W;

(3)箭头指向 A(或 F)时,两电阻并联,总电阻最小,电压不变,故此时电热炉的功率 最大. 故答案为: (1)热效应;3.67A; (2)并;1210W; (3)A(或 F) . 点评:本题考查了电流、电功率、电阻的计算,关键是公式及其变形式的灵活运用,难点是选择档 位变化时电路串并联的辨别和读懂题意、联系题目的信息进行相关计算. 12. (2009?龙岩)在国家大力提倡节能减排和使用新能源的政策支持下,小明家计划安装太阳能电 池板供照明使用,同时将普通白炽灯全部换成 LED 节能灯.他通过调查和查阅资料获取了以下信 息: 7 2 ①小明家所处位置每天平均能接收的太阳能约为 1.44×10 J/m . ②某型号的太阳能电池板对太阳能的利用率为 10%. ③5W 的 LED 节能灯照明效果与 40W 的普通白炽灯相同. ④家里有 5 盏 40W 的普通白炽灯,每盏灯每天平均使用 4h.
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www.jyeoo.com 请回答下列问题: (1)请写出一种新能源(除太阳能外) ,并说说你(家)能为节能减排做些什么? (2)换用节能灯后与原来相比,每天可节约照明用电多少度? (3)至少要安装多少平方米该型号的太阳能电池板才够节能灯使用? 考点:新能源;电功的计算.

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专题:应用题;简答题;信息给予题. 分析:①常见的新能源有:风能,核能,地热能,潮汐能等;节省纸张,节水节电都是节能减排的 措施; ②要计算换用节能灯后与原来相比,每天可节约照明用电多少度,先算出每天节省的功率, 即(40W﹣5W)×5,再根据 W=Pt,算出每天可节约用电量. ③要计算需安装的太阳电池板的面积,需先计算出节能灯每天的用电量,再根据某型号的太 阳能电池板对太阳能的利用率为 10%计算出太阳板电池每平方米接收的太阳能的能量, 这两 个量的比值,就是太阳能电池板的面积. 解答:解: (1)风能,核能,地热能,潮汐能等都是常见的新能源. 比如节约纸张,节约用电,乘坐公共等都是节能减排的措施. (2)因为家里有 5 盏 40W 的普通白炽灯,每盏灯每天平均使用 4h. 所以:换用节能灯后可节约的总功率:P 节=(40W﹣5W)×5=175W. 每天可节约用电:W 节=P 节 t=0.175kW×4h=0.7kW?h=0.7 度. 5 (3)因为是 5 盏灯,所以节能灯每天的用电量:W1=P1t=(5W×5)×(4×3600s)=3.6×10 J 7 2 6 2 太阳能电池板每天发电量:W=1.44×10 J/m ×10%=1.44×10 J/m 至少要安装太阳能电池板的面积:S= .

点评:本题是一道学科综合题,综合了能量和能源,以及功的计算的知识,是一道难题,学生必须 具有扎实的基础才能解答. 13. (2006?太原)为防止湿手板开关造成触电事故,小宇同学为家中的灯暖型浴霸(冬季家庭洗浴 时取暖时用的电器)设计了一个温度自动控制装置,如图甲所示.其中半导体材料制成的热敏电阻 阻值 R1 随温度变化的曲线如图乙所示. 已知继电器线圈电阻 R2 为 20Ω, 电源的电压 U0 恒为 12V. 浴 霸共安装有 4 只“220V 250W”的灯泡,当继电器线圈中的电流大于或等于 50mA 时,继电器的衔 铁被吸合,浴霸电路断开;当线圈中的电流小于或等于 40mA 时,继电器的衔铁被释放,浴霸电路 闭合.求:

(1)浴霸电路闭合时,通过浴霸的总电流. (2)若将此装置放在浴室内,浴室内的温度可控制在什么范围? 考点:电功率的计算;电磁铁的其他应用;欧姆定律的应用.

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专题:计算题;信息给予题. 分析:(1)当浴霸电路闭合时,电路中四只电灯并联,知道每只灯的电功率,求出总电功率,再 利用 P=UI 求通过浴霸的总电流;
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www.jyeoo.com (2)取临界情况,当电流为 50mA 时和当电流等于 40mA 时,知道电源电压 U0,分别求出 总电阻,利用串联电阻的特点求热敏电阻 R1 的大小,对应图象找出温度值,从而得到浴室 内温度的变化范围. 解答:解: (1)当浴霸电路闭合时: P 总=nPL=250W×4=1000W, 通过浴霸的总电流: I= = ≈4.5A;

(2)取临界情况,当电流为 I=50mA=0.05A 时: ∵R1+R2= = =240Ω,

∴R1=240Ω﹣R2=240Ω﹣20Ω=220Ω,由图可得对应的温度为 30℃;﹣﹣﹣﹣﹣① 当电流为 I′=40mA=0.04A 时: ∵R1′+R2= = =300Ω,

∴R1′=300Ω﹣R2=300Ω﹣20Ω=280Ω,由图可得对应的温度为 22℃;﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 由①②可知室内温度可控制在 22℃~30℃范围内. 答: (1)浴霸电路闭合时,通过浴霸的总电流约为 4.5A. (2)若将此装置放在浴室内,浴室内的温度可控制在 22℃~30℃范围内. 点评:本题考查了电功率计算公式的应用、串联电路中欧姆定律的应用、电磁铁的应用,能从热敏 电阻阻值 R1 随温度变化图象上搜集到相关信息是本题的关键. 14.如图 1 所示电路中,灯 L 上标有“6V 4W”的字样,Rl 的最大阻值为 18Ω,R2=4.5Ω. (1)当开关 Sl、S3 都断开、S2 闭合时,灯 L 正常发光,求电源电压; (2)当开关 S1、S2 和 S3 都闭合,且滑动触头 P 滑到 b 端,求电路中的总电流; (3)当开关 S1 闭合、S2、S3 都断开.在滑动触头 P 由 a 端滑到 b 端的过程中,滑动变阻消耗的功 率随其电阻 R1 变化的情况如图 2 所示. 由图象可知, 当 R1 为何值时, 滑动变阻器消耗的功率最大? 最大功率是多少?(设电源电压恒定不变)

考点:欧姆定律的应用;串联电路的电压规律;电阻的并联;电功率的计算. 专题:计算题;应用题;信息给予题. 分析:(1)当开关 Sl、S3 都断开、S2 闭合时,灯泡与电阻 R2 串联,灯 L 正常发光,已知灯泡的
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额定电压和额定功率, 根据公式 I= 可求电路的电流, 再利用公式 U=IR 求出电阻 R2 两端的 电压,电阻 R2 两端的电压与灯泡额定电压之和就是电源电压. (2)当开关 S1、S2 和 S3 都闭合,且滑动触头 P 滑到 b 端,灯泡与滑动变阻器并联,滑动 变阻器接入电路阻值最大,根据并联电阻的特点求出电路总电阻,再利用欧姆定律求出电路 总电流. (3)当开关 S1 闭合、S2、S3 都断开,滑动变阻器与电阻 R2 串联,从图象上可以看出滑动
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www.jyeoo.com 变阻器消耗的最大功率和此时的电阻值. 解答:解: (1)当开关 Sl、S3 都断开、S2 闭合时,灯泡与电阻 R2 串联,灯 L 正常发光,此时电路 电流为 IL= = = A,

电阻 R2 两端的电压 U2=ILR2= A×4.5Ω=3V,所以电源电压为 U=U2+UL=3V+6V=9V. 答:电源电压为 9V. (2)当开关 S1、S2 和 S3 都闭合,且滑动触头 P 滑到 b 端,灯泡与滑动变阻器并联, 灯泡的电阻 RL= = =9Ω,

电路总电阻 R=

=

=6Ω,

所以电路中的总电流 I= =

=1.5A.

答:电路中的总电流为 1.5A. (3) 从图象上可以看出, 滑动变阻器消耗的最大功率为 4.5W, 此时接入电路的电阻为 4.5Ω. 点评:本题考查电压、电流、电阻、电功率等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是能 正确判断出开关断开与闭合时电路的连接情况,要知道串联电路电压和并联电路电阻的规 律. 15.横截面积为 S1=3×10 m 的圆筒内装有 m=0.6kg 的水,太阳光垂直照射 t=2min 可以使水温升 3 高△t=1℃.水的比热容为 C=4.2×10 J/(kg?℃)]. 求: (1)两分钟内水吸收的太阳能 Q; (2)地球上每秒钟每平方米的面积上可以接受到的太阳能 E0. 6 (3)设大气顶层的太阳能有 45%能达到地面被水吸收,地球的半径 R=6.4×10 m.问每秒钟有多少 太阳能到达地球?E=? 11 (4)太阳与地球表面的平均距离 r=1.5×10 m,估算太阳的全部辐射功率 P(太阳发射能量可看成 2 是分散到以太阳为圆心太阳到地球为半径的得球面上,此球面面积为 S=4πr ) 考点:热量的计算. 专题:比热容、热机、热值. 分析:(1)两分钟内水温度升高 1℃,水的质量、比热容已知,根据物体吸热的公式 Q=cm△t 进 行计算; (2)圆筒的面积和太阳光照射时间已知,水吸收的热量与面积和时间的比值就是地球上单 位时间单位面积接受的太阳能; (3)计算出地球的表面积,根据单位时间单位面积接受的太阳能进行计算; (4)根据题意,计算出以太阳为圆心太阳到地球为半径的球面面积,结合单位时间单位面 积接受的太阳能进行计算.
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﹣2

2

解答:解: 3 (1) ∵圆筒内装有 m=0.6kg 的水,水的比热容为 C=4.2×10 J/(kg?℃) , 太阳光垂直照射 t=2 分钟可以使水温升高△t=1℃ ∴水吸收的热量: 3 3 Q=cm△t=4.2×10 J/(kg?℃)×0.6kg×1℃=2.52×10 J. (2)根据题意,地球上每秒钟每平方米的面积上可以接受到的太阳能:
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www.jyeoo.com E0= = =700J/(m ?s) ;
2 2

(3)根据题意,到达地球的太阳能每秒钟被水吸收的热量是 Q′=E0πR , ∵太阳能有 45%能达到地面被水吸收, ∴每秒钟到达整个地球的太阳能是:E= 综合以上两个式子,并代入数据进行计算 E= = =2×10 J/s
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(4)根据题意,太阳的全部辐射功率 P=E04π.r =700J/(m ?s)×4×3.14×(1.5×10 m) =2×10 J/s=2×10 W 3 答: (1)两分钟内水吸收的太阳能 Q 为 2.52×10 J. (2)地球上每秒钟每平方米的面积上可以接受到的太阳能为 700J. 17 (4)每秒钟有 2×10 J 的太阳能到达地球. 26 (4)太阳的全部辐射功率 P 为 2×10 W. 点评:本题计算过程相当复杂,稍不注意就会出错,公式的应用和数据的计算是本题的关键所在. 16.电磁炉具有清洁、高效的节能等优点,已经逐步走进千家万户.小明家里买了一台电磁炉,如 图所示.为了知道该电磁炉的效率,小明进行了实验,他把质量为 1kg、初温为 25℃的水装入不锈 钢锅中加热至沸腾(在 1 标准大气压下) ,用了 200s 的时间.求: (1)该电磁炉正常工作时的电流. (2)水吸收的热量. (3)该电磁炉烧水的效率.[C 水=4.2×10 J/(kg?℃)].
3 2 2 11 2 26 26

考点:电功与热量的综合计算;能量利用效率;热量的计算;电功率的计算. 专题:计算题;信息给予题. 分析:(1)知道电磁炉的额定电压和额定功率,利用 P=UI 求电磁炉在正常工作时的电流; (2)知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温(一个标准大气压水的沸点为 100℃) ,
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利用吸热公式 Q 吸=cm△t 求水吸收的热量(有用能量) ; (3)知道电磁炉的电功率和加热时间,利用电功率公式 P= 可以求电流做功 W 总(消耗的 电能) ;再利用效率公式求电磁炉的效率. 解答:解: (1)电热水器在正常工作时的电流: I= = ≈9.55A;

(2)水吸收的热量: Q 吸=cm△t 3 =4.2×10 J/(kg?℃)×1kg×(100℃﹣25℃) 5 =3.15×10 J; (3)∵电磁炉正常工作, ∴电磁炉的功率:
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www.jyeoo.com P=P 额=2100W, 电磁炉正常工作 200s,电流做功: W 总=Pt=2100W×200s=4.2×10 J; 电磁炉的效率: η= ×100%= ×100%=75%.
5

答: (1)该电磁炉正常工作时的电流为 9.55A; (2)水吸收的热量为 3.15×10 J; (3)该电磁炉烧水的效率为 75%. 点评:本题是一道电学与热学的综合应用题,与生活相连,要求灵活运用吸热公式、效率公式和电 功率公式,能从铭牌得出相关信息(额定电压和额定功率)是本题的关键. 17. (2009?潍坊)随着生活水平的提高,很多家庭都使用了电热水器(如图甲所示) .下表是某品 牌家用电热水器的主要参数. 安装方式 加热方式 产品容量 内胆材质 水温调节 额定功率 电源性能 产品质量 220V/50Hz 24kg 挂式 金圭特护加热 60L 金圭特护内 (35~75) ±5℃3000W 棒 胆 (1)求该热水器正常工作时的电流;从安全方面考虑,电热水器的插座应选用图乙还是图丙? (2)求装满水的该热水器正常工作时,水温升高 50℃所用的时间.不计热量损失.[ρ 水 3 3 3 =1.0×10 Kg/m ,c 水=4.2×10 J/(Kg?℃)].
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考点:电功率的计算;热平衡方程的应用;插座的构造与工作方式;电功率与安全用电.

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专题:计算题;应用题;信息给予题. 分析: (1)在参数表中找出电热水器的额定功率和工作电压,根据 I= 求出热水器的工作电流; 电热水器带有金属外壳,要使用三孔插座; (2)先根据 m=ρV 求出热水器装满水时水的质量;接着根据 Q 吸=cm△t 求出水温升高 50℃ 所吸收的热量,不计热量损失,水吸收的热量就等于热水器消耗的电能;最后根据 t= 求出 加热的时间. 解答: 解: (1)由 P=UI 得 I= ,热水器的工作电流 I= = 为了防止触电应选用乙种插座; (2)60L 水的质量:m=ρV=1.0×10 Kg/m ×60×10 m =60Kg; 3 7 水温升高 50℃所吸收的热量:Q 吸=cm△t=4.2×10 J/(Kg?℃)×60Kg×50℃=1.26×10 J; 不计热量损失,消耗的电能等于水吸收的热量; 由 W=Pt 可知:t= ,水温升高 50℃所用的时间 t= = =4.2×10 s.
3 3 3
﹣3

≈13.6A;因为热水器有金属外壳,
3

答: (1)热水器正常工作时的电流是 13.6A;电热水器应使用插座乙; 3 (2)装满水的该热水器正常工作时,水温升高 50℃所用的时间 4.2×10 s. 点评:此题考查的知识点比较多,有:电功率的计算、三孔插座、吸收热量的有关计算,是一道综 合题;
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www.jyeoo.com 此题的难点是第二问,我们要能够找出隐含的条件:水吸收的热量等于热水器消耗的电能. 18. (2009?咸宁)干电池是实验时经常使用的电源,它具有稳定的电压.实际上干电池本身也具有 一定的电阻,只是因为较小,我们忽略了电源本身电阻的影响.如果考虑电阻,可以把干电池看成 一个理想的电源(即电阻为零)和一个电阻 r 串联组成,如图甲所示. 用图乙所示的电路可以测量一个实际电源的电阻值.图中 R 为电阻箱.开关 S 闭合后,调节电阻 箱,当电阻箱电阻 R1=14Ω 时,理想电流表的读数 I1=0.2A;当电阻箱电阻 R2=29Ω 时,理想电流表 的读数 I2=0.1A.求电源电阻 r 的大小.

考点:欧姆定律的应用.

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专题:计算题;方程法. 分析:当电阻箱阻值为 R1,可根据欧姆定律列出电压、电流和电阻的关系式 1;同理当阻值为 R2 时,根据欧姆定律可列出方程电压、电流和电阻的关系式 2,因两式中的电压不变,则可将 电压消去,解得内阻 r. 解答:解:当电阻箱电阻为 R1 时,有 U=I1(R1+r)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(1) 当电阻箱电阻为 R2 时,有 U=I2(R2+r)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(2) 联立两式得:I1(R1+r)=I2(R2+r) 解得:r= =1Ω.

答:电源电阻为 1Ω. 点评:实际电源都是有内阻的,我们常常将实际电源等效为理想电源与一电阻串联,故可以改变电 流利用欧姆定律列出方程式求解内阻及电压.

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