歷屆全國初中應(yīng)用物理知識競賽試題分類—電和磁

1、歷屆全國初中應(yīng)用物理知識競賽試題分類匯編電和磁一、選擇題（97第七屆）7實驗室有一個舊的直流電源，其輸出端的符號模糊不清，無法分辨正負(fù)極。小明設(shè)計了下面的判斷電源兩極的方法。在桌面上放一個小磁針，在磁針東面放一個螺線管，如圖1所示。閉合開關(guān)后，磁針指南的一端向東偏轉(zhuǎn)。下述判斷正確的是： A電源A端是正極，在電源內(nèi)電流由A流向BB電源A端是正極，在電源內(nèi)電流由B流向AC電源B端是正極，在電源內(nèi)電流由A流向BD電源B端是正極，在電源內(nèi)電流由B流向A答案：C（01第十一屆）9小強(qiáng)在北京將一根質(zhì)量分布均勻的條形磁鐵用一條線懸掛起來，使它平衡并呈水平狀態(tài)，懸線系住磁體的位置應(yīng)在：（）A磁體的重心處 B磁

2、體的某一磁極處 C磁體重心的北側(cè) D磁體重心的南側(cè)答案：C（03第十三屆）51 9 1 1年，荷蘭物理學(xué)家昂尼斯(1853-1926)測定水銀在低溫下的電阻值時發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度降到-269左右時，水銀的電阻突然消失，也就是電阻變?yōu)榱?。以后又發(fā)現(xiàn)還有一些金屬或合金，當(dāng)溫度降到某一值時電阻也會變?yōu)榱?。這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象，能夠發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物質(zhì)叫超導(dǎo)體。2000年底，我國宣布已研制成功一輛高溫超導(dǎo)磁懸浮高速列車的模型車，該車的車速已達(dá)到500kmh，可載5人。如圖2所示是磁懸浮的原理，圖中A是磁性穩(wěn)定的圓柱形磁鐵，B是用高溫超導(dǎo)材料制成的超導(dǎo)圓環(huán)。將超導(dǎo)圓環(huán)B水平放在磁鐵A 的上方，它就能在磁力的作用下

3、懸浮于磁鐵上方的一定高度。那么，下列說法正確的是( )A在B放入磁場的過程中，B中將產(chǎn)生感應(yīng)電流；當(dāng)穩(wěn)定后，感應(yīng)電流仍存在，且電流的大小保持不變 。B在B放入磁場的過程中，B中將產(chǎn)生感應(yīng)電流；當(dāng)穩(wěn)定后，感應(yīng)電流仍存在，但電流會漸漸變小C在B放入磁場的過程中，B中將產(chǎn)生感應(yīng)電流；隨著時間的推移，B會漸漸變熱，D在B放入磁場的過程中，B中將產(chǎn)生感應(yīng)電流；當(dāng)穩(wěn)定后，感應(yīng)電流消失答案：A（06第十六屆）4磁帶錄音機(jī)既可以錄音，也可用以放音，其主要部件為運(yùn)行的磁帶和繞有線圈的磁頭。錄音時，磁帶上的磁粉被由聲音信號轉(zhuǎn)化而來的電流產(chǎn)生的磁場所磁化，這樣便將聲音信號轉(zhuǎn)化為磁信號記錄在磁帶上；放音時，再把磁帶上

4、的磁信號通過磁頭轉(zhuǎn)化為電信號使揚(yáng)聲器發(fā)聲。對于錄音機(jī)錄音、放音過程的基本原理，下列各種說法中正確的是 A錄音的基本原理是電磁感應(yīng)，放音的基本原理是電流的磁效應(yīng)B錄音的基本原理是電流的磁效應(yīng)，放音的基本原理是電磁感應(yīng)C錄音和放音的基本原理都是電流的磁效應(yīng)D錄音和放音的基本原理都是電磁感應(yīng)答案：B（10第二十屆）8為判斷一段導(dǎo)線中是否有直流電流通過，手邊若有下列幾組器材，其中最為方便可用的是 （ ）A小燈泡及導(dǎo)線 B鐵棒及細(xì)棉線 C帶電的小紙球及細(xì)棉線 D被磁化的縫衣針及細(xì)棉線答案：D二、填空題（99第九屆復(fù)）5閉合開關(guān)后，用手按住玩具電動機(jī)的轉(zhuǎn)子，不讓它轉(zhuǎn)動，這時與電動機(jī)并聯(lián)的電壓表讀數(shù)為3伏，

5、與電動機(jī)串聯(lián)的電流表讀數(shù)為6安松手后，電動機(jī)正常轉(zhuǎn)動，此時電流表讀數(shù)為1安這臺電動機(jī)正常轉(zhuǎn)動時，每秒鐘有 焦的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能答案：25焦（第十八屆）4圖6所示為一種環(huán)保型手電簡，筒內(nèi)沒有電池。使用時，只要來回?fù)u晃手電筒，使永磁體在手電筒中的兩個橡膠墊之間來回運(yùn)動，燈泡就能發(fā)光。而且來回?fù)u晃的越快，燈泡越亮。這種手電筒能發(fā)電的依據(jù)是 原理，這個原理是英國科學(xué)家 發(fā)現(xiàn)的。答案：電磁感應(yīng)，法拉第三、作圖題（98第八屆）四、（7分）小華利用自己繞制的電磁鐵設(shè)計了一個能使甲、乙兩燈交替發(fā)光的電路，電磁鐵及電路圖如圖3所示。你認(rèn)為在開關(guān)閉合后實際會看到什么現(xiàn)象？請把更正后的電磁鐵及電路畫在圖右的空白處。

6、（A、B為帶活動觸點的接線柱，BC間為鐵片。）答案：看到的現(xiàn)象：甲燈持續(xù)發(fā)光，乙燈不發(fā)光。以下兩圖均為正確電路。四、實驗題（02第十二屆復(fù)）一、（10分）有支縫衣用的鋼針，與磁鐵接觸后磁化，試說出二種簡單實用的方法，判斷它的南北極。答案：可以把鋼針別在一小塊涂油的紙上、使它浮在玻璃杯所盛的水中，指北的就是鋼針的N極，把鋼針懸在細(xì)線上，指北的就是鋼針的北極。把鋼針放在光滑的玻璃板上，用條形磁鐵的N極靠近它，被吸引的一端就是鋼針的北極。五、計算題（第十三屆）七、(8分)有一臺電動機(jī)，額定電壓是2 2 0V，正常工作電流是2 5 A，內(nèi)部線圈電阻是0.4。求：該電動機(jī)正常工作時線圈的熱功率。1某同學(xué)

7、求解如下：線圈的熱功率為 P=1.21×105 W(1)請指出該同學(xué)的錯誤(說明理由)(2)請作正確解答：2電動機(jī)接通正常工作電源，若其轉(zhuǎn)動軸被卡住而不能轉(zhuǎn)動，則電動機(jī)很容易燒毀。試說明理由。答案：1、（1）此題熱功率不應(yīng)當(dāng)用P=U2R計算。因為，電阻兩端電壓并不是220V。而是UR=25 A×0.4=10 V。 (2分) (2)P=I2 R=(2 5 A)2×0.4=250W (4分)， 2、轉(zhuǎn)動軸被卡住不轉(zhuǎn)時，電流做的功全部轉(zhuǎn)化為電熱(其發(fā)熱功率正如題中某同學(xué)錯解的那樣)，電熱功率很大，溫度很高，所以容易燒毀。六、綜合題（97第七屆）7一個實驗用的電動機(jī)與電流

8、表串聯(lián)后接在6伏直流穩(wěn)壓電源上。閉合開關(guān)后電動機(jī)并沒轉(zhuǎn)動，這時電流表的讀數(shù)為5安，檢查發(fā)現(xiàn)電動機(jī)軸上的齒輪被卡住了。排除故障后，讓電動機(jī)帶動輕負(fù)載轉(zhuǎn)動，這時電流表的讀數(shù)為1安，由此可以算出，此時電能做機(jī)械功的功率為_瓦。答案：4.8（01第十一屆復(fù)）五、(1 6分)如圖(甲)所示為一個電磁繼電器的示意圖，a、b是它的兩個端點；B是銜鐵，D是安在一塊金屬板上的觸點，B和D都安在一個彈性片C上，C的左端固定，c和c、d和d分別是安在絕緣板上的金屬觸點，當(dāng)線圈A不通電時，D上的觸點與c及c接觸把c和c連接起來，因此c、c稱為常閉觸點；而d及d此時是斷開的，稱為常開觸點當(dāng)線圈A通電時，銜鐵B被吸下，c

9、和c斷開而d和d被連接起來現(xiàn)在利用這個電磁繼電器控制帶動水泵的電動機(jī)工作，使水泵往水箱中抽水在水箱中豎直立一根絕緣棒，在棒上分別安有P、Q、R三個電極，如圖(乙)所示現(xiàn)在希望控制水箱內(nèi)的水位總在Q、R之間，即水位降到Q處，電動機(jī)啟動，開始抽水，水位達(dá)到R處，電動機(jī)自動關(guān)機(jī)，停止抽水(水是導(dǎo)電的)圖(丙)和圖(丁)分別是控制電路和電動機(jī)的供電電路，圖中R0是與電磁繼電器線圈并聯(lián)的一個電阻，它的阻值很小，當(dāng)R0接入電路后，電磁繼電器的線圈相當(dāng)于被短路(丙)、(丁)兩圖中標(biāo)有16的6個接線柱是與電磁繼電器的線圈或觸點相連的(1)寫出這6個接線柱分別與電磁繼電器的何處連接(2)開始水箱內(nèi)沒有水，試說明

10、閉合開關(guān)S后，水箱內(nèi)的水位為什么能保持在Q、R之間答案：(1)lc，2c，3a，4b，5d，6d(1與2，3與4，5與6都可以互換)(8分) (2)閉合S后，銜鐵B被吸下，d和d被接通，電動機(jī)動轉(zhuǎn)，水泵開始抽水，水位達(dá)到R處時，R0支路被接通，電磁繼電器線圈被短路，B被釋放，電動機(jī)停止工作，同時c及c被接通，電磁繼電器的線圈仍處于短路狀態(tài)待水位降至Q以下， Ro支路被切斷，電磁繼電器線圈通電，銜鐵B被吸下，水泵又開始抽水，直到水位達(dá)到R處停止(8分)（04第十四屆復(fù)）二、（18分）圖1為一種電磁爐的原理示意圖，它是利用高頻電流在電磁爐內(nèi)部線圈中產(chǎn)生磁場，磁化鐵磁性材料制成的烹飪鍋，在鍋體形成無

11、數(shù)小的渦流（感應(yīng)電流）而產(chǎn)生焦?fàn)枱?。同時，被磁化的鐵磁材料分子因摩擦、碰撞而發(fā)熱。從而使鍋體自身發(fā)熱達(dá)到加熱食物的目的。（1）使用電磁爐加熱食物時，不產(chǎn)生明火，無煙塵、無廢氣、清潔、安全、高效、節(jié)能。請寫出電磁爐在使用中可能涉及的物理知識（只寫名稱，不寫內(nèi)容，不少于10個可得滿分）(2)在使用電磁爐時，鍋和爐之間的熱是由_傳遞給_的，電磁爐加熱食物的過程中消耗_能轉(zhuǎn)化為_能；若用該電磁爐1次蒸熟5個饅頭需用時間25min，那么，一次只蒸熟1個同樣大小的饅頭大約需要_min.（3）某款電磁爐性能參數(shù)如下表所示：型號額定電壓額定功率功率調(diào)節(jié)范圍溫度調(diào)節(jié)范圍熱效率Sc-16220V 50HZ1600

12、W450W1600W70240（大于）90%根據(jù)上表數(shù)據(jù)，若電磁爐在功率調(diào)節(jié)和溫度調(diào)節(jié)的范圍內(nèi)，加熱溫度隨功率調(diào)節(jié)的變化圖像是一直線，電磁爐工作電壓正常，在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，燒開一鍋質(zhì)量為3kg、溫度為22的水最多需要多少時間（不計鍋吸熱及熱散失）答案：(1)該問題沒有惟一的標(biāo)準(zhǔn)答案，屬于開放性試題以下內(nèi)容可以作為基本依據(jù)答出其中10個以上(包括10個)者均可得滿分 涉及的物理知識：電流的磁效應(yīng)、電流的熱效應(yīng)(焦耳熱)、阻抗(電阻)、磁場，磁化、磁感線、電磁感應(yīng)、能量轉(zhuǎn)化、分子熱運(yùn)動、熱傳遞、內(nèi)能、分子電流，感應(yīng)電流、渦流其他答案正確的同樣給分 (2)“鍋”“電磁爐”“電或磁”“內(nèi)”“25”(

13、3)取最低熱效率90%，溫度調(diào)節(jié)最低為100，否則不能將水燒開電磁爐在功率調(diào)節(jié)和溫度調(diào)節(jié)的范圍內(nèi)，加熱溫度隨功率調(diào)節(jié)的變化關(guān)系呈線性，此時電磁爐消耗的實際功率P與加熱溫度t溫有下面的關(guān)系式：（t溫70）÷（P450W）=（24070）÷（1600W450W）可得：t溫=（17÷115W）×（P450W）+70 當(dāng)t溫=100時，P=653W，有：Pt=cm(t溫t)解得：t=1 672s=28min 評分標(biāo)準(zhǔn)： (1)5分； (2)每空1分(第1、2空填錯一個兩空都不得分，最后1個空填“略少于25”的給分，填“5”的不給分)； (3)8分（05

14、第十五屆復(fù)）五、（20分）一所農(nóng)村中學(xué)常常因為不能及時給水塔注水而停水，科技小組的同學(xué)知道后，利用下圖所示的器材設(shè)計了一個自動注水模擬裝置。A為浮子（浮子及其連桿總重約15N），在浮子連桿的上端有一可移動金屬觸頭B（其受重力可忽略不計），它可以分別將其上、下的兩個固定觸點連通。C為水塔上的圓桶形蓄水池；M為配有電動機(jī)的水泵（電泵）；為彈簧，為銜鐵，為電磁鐵線圈；為最高水位限位開關(guān)、為最低水位限位開關(guān)均為由電磁鐵銜鐵帶動的觸頭開關(guān)。電磁鐵通電時，接通，斷電時，接通。電磁鐵斷電時，接通。為開關(guān)。1.請你按照下圖所示的器材，連接一個可以實現(xiàn)自動注水的模擬電路，并說明自動注水的過程。K1BCAK5E2

15、D2F2D1F1E1K3K4電源S1S2M2.要實現(xiàn)自動注水的要求，浮子的最小體積約為多大？（g=10N/kg） 3.若設(shè)計要求每次自動注水需在10min內(nèi)完成，需要知道或測量哪些物理量才能得到相匹配電泵的最小額定功率？請你用字母表示這些物理量，推導(dǎo)出電泵最小額定功率的表達(dá)式。在你的計算過程中，如果運(yùn)用了近似條件，請說明。答案：1.（12分）電路如下圖所示。閉合開關(guān)（此時開關(guān)處于接通狀態(tài)），電泵運(yùn)轉(zhuǎn)，開始注水。隨著蓄水池中水位的逐漸升高，浮子A帶動金屬觸頭B上移，當(dāng)升到最高水位時，閉合，接通電磁鐵線圈，銜鐵被吸下來，使開關(guān)斷開，切斷電泵的電源，停止抽水。與此同時K4接通，由于K4與K

16、1為并聯(lián)，所以當(dāng)水位下降使斷開時，電磁鐵線圈仍處于接通狀態(tài)，電泵保持停止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)水位下降到最低點時，開關(guān)閉合，接通電磁鐵線圈，銜鐵被吸下來，使開關(guān)斷開，切斷電磁鐵線圈的電源，銜鐵釋放，使開關(guān)閉合，接通電泵的電源，再次注水。如此循環(huán)往復(fù)，實現(xiàn)自動注水。K1BCAK5E2D2F2D1F1E1K3K4電源源源源源S1S2M注：可以采用分步驟累計分?jǐn)?shù)的方法。能連接電機(jī)的供電電路，并將連入電路。 （2分）能將與電源連通，再將連入， （2分）再將連入，再將與關(guān)聯(lián) （2分）能將與電源連通，再將連入。 （2分）文字?jǐn)⑹鲆蠛啙?，條理清晰 （4分）2.（4分）由圖知，浮子上浮接通電路，必須滿足： 由阿基米德定律

17、可得， （4分） 即要實現(xiàn)自動注水的要求，浮子的最小體積是 （4分）3.（4分）需要知道水的密度，測出蓄水池的半徑R、蓄水池中最低和最高水位的高度差、蓄水池距井水面的高度，電泵抽水時，通過電動機(jī)做功把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 （1分） （2分）計算過程中，完全按理想狀態(tài)考慮，忽略能量的損失。（第十八屆復(fù)）一、（共16分）小明利用實驗室的電磁繼電器、熱敏電阻R1、可變電阻器R2等器件設(shè)計了一個恒溫箱控制電路，如圖1所示。其中“交流電源”是恒溫箱加熱器的電源（加熱器在恒溫箱內(nèi)，圖中未畫出）；R1處于恒溫箱內(nèi)，圖2是小明通過實驗測得的R1的阻值隨溫度變化的關(guān)系曲線；電磁繼電器的電源兩端電壓U = 6 V，

18、電磁繼電器線圈的電阻可不計，通過實驗測得當(dāng)電流為30mA時，電磁繼電器的銜鐵被吸合。1請簡述此恒溫箱的工作過程。2為什么恒溫箱的加熱器應(yīng)該接在A、B端，而不能接在C、D端？3如果要使恒溫箱內(nèi)預(yù)設(shè)的溫度可調(diào)節(jié)范圍是90150，可供選擇的可變電阻器R2的電阻值有如下的幾種：A0100 B0200 C01000 D01500請問應(yīng)選擇哪一個可變電阻器？為什么？4小明設(shè)計的這個控制電路，使用起來有何不足之處？請你提出一種解決的方案。答案：1恒溫箱溫控系統(tǒng)是由交流電加熱電路和直流控制電路組成，適當(dāng)調(diào)節(jié)變阻器R2的阻值，利用熱敏電阻R1的性能和阻值等使該系統(tǒng)能保證恒溫箱的溫度保持在預(yù)設(shè)的溫度范圍內(nèi)。工作過

19、程如下： 當(dāng)恒溫箱內(nèi)的溫度達(dá)到或者超過預(yù)設(shè)之最高溫度時，熱敏電阻R1的阻值下降，直流控制電路中電流增大，電磁繼電器吸合銜鐵，切斷交流加熱電路，恒溫箱開始降溫。（1分） 當(dāng)恒溫箱內(nèi)的溫度低于預(yù)設(shè)之最低溫度時，熱敏電阻R1的阻值增大，直流控制電路中電流減小，電磁繼電器釋放銜鐵，交流加熱電路接通，恒溫箱又開始升溫。（1分） 如此反復(fù)接通和斷開交流加熱電路，使恒溫箱的溫度保持在預(yù)設(shè)溫度范圍內(nèi)。（1分） 2恒溫箱的加熱器應(yīng)接在A、B端。 這樣溫度高于預(yù)設(shè)最高溫度時，電磁繼電器的銜鐵吸合，停止加熱；而溫度低于預(yù)設(shè)溫度時，電磁繼電器的銜鐵斷開，進(jìn)行加熱。這樣才能實現(xiàn)溫度控制。（2分） 如果加熱器在C、D兩端

20、，當(dāng)溫度高于預(yù)設(shè)溫度時，R1的阻值減小，電磁繼電器的銜鐵吸合，加熱器繼續(xù)工作，溫度將更高，這樣就無法實現(xiàn)恒溫控制。（2分） 3電磁繼電器吸合時的電流為30mA，則控制電路的總電阻為 R總=R1+R2=200 （1分） 控制90時，由曲線圖可知，R1=50，可變電阻值應(yīng)為 R2=200-50=150（1分） 控制150時，由曲線圖可知，R1=30，可變電阻值應(yīng)為 R2=200-30=170（1分） 所以，要選一個能提供150170阻值的可變電阻器，選擇B即可滿足上述阻值要求，又能便于調(diào)節(jié)，故選用B即可。（1分） 4小明設(shè)計的這個電路，從理論上講控制的只是一個固定的溫度值，這樣使用時，就會出現(xiàn)恒溫箱內(nèi)溫度在某一固定值附近時，電磁繼電