最近十年初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽題分類解析專題18電功率

1、初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽題分類解析專題十八電功率一選擇題1.（2010上海初中物理競(jìng)賽題）如圖24-13所示，額定電壓為110伏的A、B兩盞電燈，額定功率分別為100瓦和25瓦。把它們接到220伏的電路上，欲使它們都能正常發(fā)光且電路消耗的電能最少，正確的電路是1.【答案】.C【解析】：利用串聯(lián)并聯(lián)電路知識(shí)分析可知，電路ABC都可以使額定電壓為110伏的A、B兩盞電燈正常發(fā)光，電路消耗的電能最少的是電路C。2.（2011上海第25界初中物理競(jìng)賽）甲、乙兩燈為鎢絲白熾燈，將它們并聯(lián)在照明電路里都能正常發(fā)光，且甲燈比乙燈亮，那么 A甲燈的額定功率一定比乙燈大 B甲燈消耗的電能一定比乙燈多C甲燈的電阻比乙

2、燈大. D甲燈兩端的電壓比乙燈兩端的電壓大2.【答案】：.A【解析】：根據(jù)兩燈并聯(lián)在照明電路里都能正常發(fā)光，且甲燈比乙燈亮，說明甲燈的額定功率一定比乙燈大，兩燈電壓相同，甲燈的電阻比乙燈小，選項(xiàng)A正確CD錯(cuò)誤。燈消耗的電能與時(shí)間相關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。3.（2010上海初中物理競(jìng)賽題）將某燈泡接到電壓不變的電源兩端，燈泡的電功率為40瓦。如果將燈泡和某電阻R串聯(lián)后再接到上述電源的兩端，電阻的電功率為3.6瓦，不考慮燈泡的電阻隨溫度而發(fā)生變化，且燈泡的電阻小于R，則此時(shí)燈泡的電功率為 ( )A14.4瓦。 B32.4瓦。 C0.4瓦。 D0.9瓦。3.【答案】C【解析】：設(shè)電源電壓為U，燈泡電阻R0，

3、將某燈泡接到電壓不變的電源兩端，有=40W；將燈泡和某電阻R串聯(lián)后再接到上述電源的兩端，電路電流I=；電阻的電功率I2R=3.6W；燈泡的電功率為P=I2R0.聯(lián)立解得P=0.4W，選項(xiàng)C正確。4. （2010上海初中物理競(jìng)賽題）將某燈泡接到電壓不變的電源兩端，燈泡的電功率為40瓦。如果將燈泡和某電阻R串聯(lián)后再接到上述電源的兩端，電阻的電功率為3.6瓦，不考慮燈泡的電阻隨溫度而發(fā)生變化，且燈泡的電阻小于R，則此時(shí)燈泡的電功率為 ( )A14.4瓦。 B32.4瓦。 C0.4瓦。 D0.9瓦。4.答案：C解析：設(shè)電源電壓為U，燈泡電阻R0，將某燈泡接到電壓不變的電源兩端，有=40W；將燈泡和某電

4、阻R串聯(lián)后再接到上述電源的兩端，電路電流I=；電阻的電功率I2R=3.6W；燈泡的電功率為P=I2R0.聯(lián)立解得P=0.4W，選項(xiàng)C正確。5. （2008上海初中物理競(jìng)賽復(fù)賽）8.如圖所示，電源電壓U=8V保持不變，小燈泡上標(biāo)有“6V，4W”字樣，電阻R2=30。閉合電鍵后，若滑動(dòng)變阻器R1的滑動(dòng)片P在離b端1/4處時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率為1W。為了使電鍵閉合后，滑動(dòng)片左右移動(dòng)時(shí)，燈泡兩端電壓不超過額定電壓，變阻器R1的阻值（有電流部分）的變化范圍是（ ） A.040 B.3.440 C.7.530 D.10305.答案：B解析：燈泡電阻RD=U2/P=9，額定電流I=P/U=4/6=2/3A.

5、。要使燈泡兩端電壓不超過額定電壓6V，并聯(lián)部分電壓不小于2V，電阻不小于3。當(dāng)滑動(dòng)片左移動(dòng)時(shí)電阻減小，由R2R1/(R2+R1)=3解得R1=3.4。當(dāng)滑動(dòng)片右移動(dòng)時(shí)電阻增大，移動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)電阻最大。設(shè)滑動(dòng)變阻器R1的總電阻為R，若滑動(dòng)變阻器R1的滑動(dòng)片P在離b端1/4處時(shí)，變阻器R1有電流部分的阻值為3R/4，小燈泡的實(shí)際功率為1W，說明小燈泡的實(shí)際電壓為3V，實(shí)際電流為1/3A，并聯(lián)部分電壓為5V，并聯(lián)部分電阻為5V÷1/3A=15。由)=15解得R=40。所以變阻器R1的阻值（有電流部分）的變化范圍是3.440。6. （2010上海初中物理競(jìng)賽題）如圖24-13所示，額定電壓為1

6、10伏的A、B兩盞電燈，額定功率分別為100瓦和25瓦。把它們接到220伏的電路上，欲使它們都能正常發(fā)光且電路消耗的電能最少，正確的電路是6.答案：C解析：利用串聯(lián)并聯(lián)電路知識(shí)分析可知，電路ABC都可以使額定電壓為110伏的A、B兩盞電燈正常發(fā)光，電路消耗的電能最少的是電路C。7.（2010上海初中物理競(jìng)賽題）將某燈泡接到電壓不變的電源兩端，燈泡的電功率為40瓦。如果將燈泡和某電阻R串聯(lián)后再接到上述電源的兩端，電阻的電功率為3.6瓦，不考慮燈泡的電阻隨溫度而發(fā)生變化，且燈泡的電阻小于R，則此時(shí)燈泡的電功率為 ( )A14.4瓦。 B32.4瓦。 C0.4瓦。 D0.9瓦。7.答案：C解析：設(shè)電

7、源電壓為U，燈泡電阻R0，將某燈泡接到電壓不變的電源兩端，有=40W；將燈泡和某電阻R串聯(lián)后再接到上述電源的兩端，電路電流I=；電阻的電功率I2R=3.6W；燈泡的電功率為P=I2R0.聯(lián)立解得P=0.4W，選項(xiàng)C正確。8（2008河南初中物理競(jìng)賽題）燈L1標(biāo)有“8V、16W”的字樣，燈L2標(biāo)有“12V、36W”的字樣，兩燈串聯(lián)后接在電壓為U的電路中，要保證兩燈不損壞，電壓U的最大值為( ) A8V B12V C1 6V D20V【解析】：“8V、16W”的燈L1額定電流I1=P/U=16/8A=2A，電阻R=U/I=4；“12V、36W”的燈L2額定電流I2=P/U =36/12A=3A，電

8、阻R=U/I=4；兩燈串聯(lián)后接在電壓為U的電路中，要保證兩燈不損壞，電流最大值為2A，允許加的電壓U的最大值為U=2A×(4+4)=16V, 選項(xiàng) C正確?！敬鸢浮浚篊【名師點(diǎn)評(píng)】可由用電器的銘牌得到用電器額定電壓和額定功率，根據(jù)P=UI確定用電器額定電流，再由額定電壓和額定電流確定純電阻用電器的工作電阻。9（2011上海第25界初中物理競(jìng)賽）在如圖所示的電路中，電源電壓保持不變。閉合電鍵S，當(dāng)滑片P置于滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)為4伏；當(dāng)滑片置于滑動(dòng)變阻器的b端時(shí)，電壓表的示數(shù)變化了2伏，此后15秒內(nèi)定值電阻R1產(chǎn)生的熱量為60焦。下列結(jié)果正確的是 （ ）A電源電壓為10伏B

9、R1的阻值為18歐C滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為9歐DR1先后兩次消耗的電功率之比4:3解析：設(shè)電源電壓為U，滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為R，閉合電鍵S，當(dāng)滑片P置于滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)時(shí)，電路總電阻為R1+R/2，電流I=U/( R1+R/2)，電壓表的示數(shù)為IR/2=4伏；當(dāng)滑片置于滑動(dòng)變阻器的b端時(shí)，電路總電阻為R1+R，電流I=U/(R1+R)，電壓表的示數(shù)增大2伏，為IR=6伏；此后15秒內(nèi)定值電阻R1產(chǎn)生的熱量為I 2R1t=60焦。聯(lián)立解得R1=R，U=12V，定值電阻R1兩端電壓為12V-6V=6V，根據(jù)15秒內(nèi)定值電阻R1產(chǎn)生的熱量為60焦可得R1的阻值為9歐，滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為9

10、歐，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤C正確；I/I=4/3，R1先后兩次消耗的電功率之比16:9，選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！敬鸢浮緾【名師點(diǎn)評(píng)】此題需要根據(jù)題述過程列出多個(gè)方程聯(lián)立解得，難度較大。二填空題1. （2013全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽預(yù)賽題）圖l8是測(cè)定小燈泡額定功率的實(shí)物連接圖，其中電源是三節(jié)新的干電池，燈泡的額定電壓是3.8V，其燈絲電阻約為l0，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“l(fā)0 lA”的字樣。(1)請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線將電路中未連接的部分連好，使它成為完整的實(shí)驗(yàn)電路。 (2)小剛合理地連接好電路，并按正確的順序操作，但閉合開關(guān)后燈不亮，聰明的小剛猜想： A.可能是燈絲斷了B.可能是電流表斷路C.可能是小燈泡短路D.可能

11、是滑動(dòng)變阻器斷路 猜想電流表示數(shù)/A電壓表示數(shù)/V如果A成立如果D成立請(qǐng)你借助圖中的電流表和電壓表驗(yàn)證小剛的猜想，將電流表、電壓表的示數(shù)填人上表。 (3)假如電壓表015V量程已損壞，小剛?cè)韵霚y(cè)出小燈泡的額定功率，請(qǐng)你將小剛設(shè)計(jì)的電路圖畫在右邊的方框內(nèi)。（4)按小剛新設(shè)計(jì)的電路圖調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)達(dá)到 V時(shí)，小燈泡就正常發(fā)光.此時(shí)電流表示數(shù)如圖l9所示，則小燈泡的額定功率是 W。23.答案：（1）如圖所示。（2）A成立 0 4.5D成立 0 0（3）電路如圖所示。（4）0.7 1.14解析：按小剛新設(shè)計(jì)的電路圖調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)達(dá)到4.5V-3.8V=0.7V時(shí)，小燈泡就正

12、常發(fā)光.此時(shí)電流表示數(shù)如圖l9所示，為0.30A，則小燈泡的額定功率是P=UI=3.8V×0.30A=1.14W。2（2008河南初中物理競(jìng)賽題）小昕準(zhǔn)備參加玩具賽車比賽，他運(yùn)用如圖所示的電路來挑選一只能量轉(zhuǎn)換效率較高的電動(dòng)機(jī)。設(shè)電池的電壓恒定不變，他先用手捏住電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸，使其不轉(zhuǎn)動(dòng)，閉合開關(guān)后讀出電流表的讀數(shù)為2A；然后放手，當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，又讀出電流表的讀數(shù)為0.6A。則該玩具電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的效率為 。答案：70%解析：設(shè)電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻為R，電源電壓為U，用手捏住電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸，使其不轉(zhuǎn)動(dòng)，閉合開關(guān)后U=I1R；電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，UI2=P +I22R；由上述二式解得P=0.8

13、4R.。該玩具電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的效率為=P / (P + I22R)×100%=70%。1234PQ火線ADCBER1R2金屬板STM3. （首屆全國(guó)中學(xué)生數(shù)理化學(xué)科能力競(jìng)賽）如圖所示是某電熱器的工作原理圖， R1、R2是發(fā)熱電阻，虛線框?yàn)殡姛崞鞯慕饘偻鈿?它用一個(gè)旋轉(zhuǎn)開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)電熱器多檔位工作的要求.其中旋轉(zhuǎn)開關(guān)內(nèi)有一塊絕緣圓盤，在圓盤的左邊緣依次有4個(gè)金屬觸點(diǎn)，右邊緣是一金屬板，可繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的開關(guān)旋鈕兩端各有一個(gè)金屬滑片，轉(zhuǎn)動(dòng)開關(guān)旋鈕可以將左邊緣相鄰的兩個(gè)觸點(diǎn)與右邊緣的金屬板同時(shí)連通.如旋到圖中位置S時(shí)，金屬滑片將1、2兩觸點(diǎn)同時(shí)與右邊緣金屬板接通.若電源電壓為220 V，則

14、由圖可知：   （1）圖中P、Q兩個(gè)接頭中，_與零線相連；正常情況下，零線和地線之間的電壓為_V. （2）為安全起見，需在電路中安裝一總開關(guān)，該開關(guān)最好應(yīng)安裝在圖中A、B、C、D、E中的_點(diǎn)處. （3）如果 R1R248.4 ，則電熱器在旋鈕開關(guān)旋到位置T時(shí)的電功率為 _W；當(dāng)旋鈕開關(guān)旋到位置M時(shí)，通電1 min產(chǎn)生的熱量是_J. 3答案：（1） P 0 （2）C （3）1000 3×104解析：正常情況下，供電線路的零線與大地接通，所以零線和地線之間的電壓為0V。電路中安裝的總開關(guān)必須能夠切斷火線，所以安裝在C點(diǎn)。. 如果 R1R248.4 ，則電熱器

15、在旋鈕開關(guān)旋到位置T時(shí)，電熱器電路中只有電阻R2，電功率為P=1000W。當(dāng)旋鈕開關(guān)旋到位置M時(shí)，電熱器電路中電阻R1與R2串聯(lián)，電功率為P=500W。通電1 min產(chǎn)生的熱量是Q=Pt=500×60J=3×104J。4（2006全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽河南預(yù)賽）自從愛迪生1879年發(fā)明電燈以來，在一百多年中經(jīng)過人們的不斷改進(jìn)，如今白熾燈己成為我們生活中最常用的照明工具。根據(jù)你對(duì)白熾燈的了解，請(qǐng)?zhí)岢鲆粋€(gè)與電功率知識(shí)有關(guān)的實(shí)際問題，并根據(jù)你所學(xué)過的物理知識(shí)做出簡(jiǎn)要回答。例如：斷絲的燈泡再“搭上”為什么會(huì)比以前更亮？簡(jiǎn)答：“搭上”燈絲后，燈絲變短，電阻變小，在電壓一定時(shí)，由P=

16、U2/R可知電燈的實(shí)際功率增大，所以燈泡比原來更亮。問題：_。簡(jiǎn)答：_。4. 答案：?jiǎn)栴}1：為什么燈絲較粗的燈泡額定功率較大？ 簡(jiǎn)答：普通白熾燈泡的額定電壓相同，額定功率不同時(shí)，燈絲的電阻不同。根據(jù)決定電阻大小的因素可知，越粗的燈絲在長(zhǎng)度相同的情況，電阻會(huì)越小，由P=U2/R可知功率就會(huì)越大。 問題2：燈泡用過較長(zhǎng)一段時(shí)間后，為什么亮度會(huì)減弱？簡(jiǎn)答：燈泡用的時(shí)間越久，燈絲會(huì)因升華現(xiàn)象而變細(xì)，根據(jù)決定電阻大小的因素可知，其電阻會(huì)變大，由P=U2/R可知功率就會(huì)越小，故亮度會(huì)變暗。三綜合運(yùn)用題1.（2009全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽復(fù)賽題）小蘭家的全自動(dòng)家用豆?jié){機(jī)的部分技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示。額定電壓2

17、20V電機(jī)功率180W額定頻率50Hz加熱功率800W加干豆量75g加 水 量1200mL制作豆?jié){的程序大致如下：(水溫為20)工作程序加熱打漿煮漿防溢延煮斷電報(bào)警工作時(shí)間與狀態(tài)電熱器開始加熱，8min后，水溫達(dá)到打漿設(shè)定溫度。電機(jī)帶動(dòng)刀片高速打漿，打漿共4次，每次打15s，間隔15s。電熱器繼續(xù)加熱，直至豆?jié){第一次沸騰，耗時(shí)2min。電熱器間斷加熱，(每加熱l min，停20s)使豆?jié){反復(fù)煮沸，充分煮熟。共6min40s結(jié)束。機(jī)器發(fā)出聲光報(bào)警，提示豆?jié){已做好小蘭在用該豆?jié){機(jī)制作豆?jié){之前關(guān)閉了她家所有的用電器開關(guān)，然后在豆?jié){機(jī)開始制作豆?jié){的同時(shí)，開始記錄她家電能表(如圖3所示)的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的圈數(shù)

18、，當(dāng)豆?jié){機(jī)發(fā)出聲光報(bào)警時(shí)為止，數(shù)得電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過了74圈。請(qǐng)回答：（1）煮好一鍋這樣的豆?jié){需要消耗多少電能?（2）根據(jù)第1問的計(jì)算結(jié)果，計(jì)算制作一鍋這樣豆?jié){的過程中她家電能表的轉(zhuǎn)盤應(yīng)轉(zhuǎn)過多少圈?（3）第（2）問中計(jì)算的結(jié)果與小蘭實(shí)際記錄的圈數(shù)相符嗎?如不相符，請(qǐng)說出你對(duì)產(chǎn)生這一偏差的猜想。1.解析：（1）煮好一鍋這樣的豆?jié){需要消耗電能：W=W1+W2=P1t1+P2t2 = 800×（8×602×60400×）J180×4×15 J =730800J 。（2）電能表應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)：n=圈=73圈(3)不相符。猜想：某些電器在關(guān)閉開關(guān)

19、后，仍處于待機(jī)狀態(tài)，消耗電能；家庭電路電壓偏低，豆?jié){機(jī)實(shí)際功率偏?。辉谥谱鞫?jié){過程中，豆?jié){機(jī)向環(huán)境散熱；電能表存在誤差；小蘭記錄存在誤差；導(dǎo)線發(fā)熱消耗電能。2.（2011全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽河南預(yù)賽）節(jié)能是這個(gè)時(shí)代的主旋律。小強(qiáng)要測(cè)量一盞節(jié)能燈的額定功率，他利用如圖甲所示的照明電路，將標(biāo)有“220V60W”的白熾燈L1和標(biāo)有“220V4W-40W”的節(jié)能燈L2正確接入電路中，當(dāng)開關(guān)S1和S2都閉合時(shí)，兩盞燈都正常發(fā)光，且在2000s內(nèi)，標(biāo)有1800r/kWh的電能表轉(zhuǎn)了71轉(zhuǎn)。試問：（1） 節(jié)能燈的發(fā)光功率是多少？（2） 當(dāng)開關(guān)S1和S2都斷開時(shí)，小明將圖乙所示的電路插入照明電路的插座內(nèi)。

20、超導(dǎo)限流器是一種短路故障電流限制裝置，它的電阻R隨電流I變化關(guān)系如圖丙所示，L為用電器。為使用電器短路后電路仍能保持穩(wěn)定狀態(tài)，超導(dǎo)電阻R應(yīng)滿足什么條件？（3） 在R滿足一定條件時(shí)，有人把超導(dǎo)限流器稱為“不斷電保險(xiǎn)絲”，請(qǐng)你說明理由。2. 解：（1）電能表轉(zhuǎn)了71轉(zhuǎn)消耗電能E=（71÷1800）kWh=（71÷1800）×3600×103J，兩盞燈的總發(fā)光功率為E/t=（71÷1800）×3600×103J÷2000s=71W。節(jié)能燈的發(fā)光功率是71W-60W=11W。（2）由圖丙可知，當(dāng)電流小于20A時(shí)，超導(dǎo)限流器

21、電阻為零；當(dāng)電流大等于20A時(shí)，超導(dǎo)限流器電阻R=U/I=11。即超導(dǎo)電阻R應(yīng)滿足用電器短路后電路中電流達(dá)到20A時(shí)超導(dǎo)電阻R突變?yōu)?1。（3）當(dāng)電路電流小于某一電流值(20A)時(shí),限流器電阻為0,電路正常工作；當(dāng)電路短路時(shí)，限流器電阻為一定值，電路電流減小，處于穩(wěn)定狀態(tài)。電路中仍有電流，電路沒有被切斷。3.（2007第17屆全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽）表1中提供的是明湖中學(xué)使用的一臺(tái)數(shù)學(xué)投影儀的有關(guān)數(shù)據(jù)，請(qǐng)根據(jù)其中的數(shù)據(jù)，通過計(jì)算回答： 1、這臺(tái)投影儀的耗電總功率是多大？ 2、如果投影儀的光源采用串聯(lián)電阻降壓的話，所有電阻的阻值應(yīng)該多大？該電阻消耗的功率為多大？ 3、這臺(tái)投影儀的光源采用上述串

22、聯(lián)電阻降壓的方法可行嗎？為什么？ 4、如果上述方法不可行，請(qǐng)你提出一種可以使投影儀正常工作的方案。（要求定性說明即可） 表1 電源工作電壓 220V 電源頻率 50Hz 光源電壓 24V 光源電流 10.0A 鼓風(fēng)機(jī)電壓 220V 鼓風(fēng)機(jī)電流 0.1A 3、解：（1）因?yàn)楣庠聪牡墓β蕿椋篜光源=U光源I光源=24V×10A=240W。鼓風(fēng)機(jī)消耗的功率為：P風(fēng)機(jī)=U風(fēng)機(jī)I風(fēng)機(jī) =220V×0.1A=22W。所以這臺(tái)投影儀消耗的總功率為：P=P光源+P風(fēng)機(jī)=240W+22W =262W。（2）若光源采用串聯(lián)電阻降壓，這時(shí)所選用的電陰R應(yīng)分擔(dān)的電壓為： UR=U電源- U光源=

23、220V-24V=196V。 通過所選用的電阻R的電流為：IR= I光源=10A。 所選用電阻的阻值應(yīng)為：R= UR/IR=196V/10A=19.6。 所選用電阻消耗的功率為：PR=I2RR=（10A）2×19.6=1960W。 （3）因?yàn)樗x用電阻消耗的功率為1960W，遠(yuǎn)大于投影儀正常工作時(shí)所消耗的功率；同時(shí)電阻上消耗的1960W，將產(chǎn)生大量熱量，實(shí)際使用中很難有效的解決散熱問題，因此容易燒毀投影儀。所以，這臺(tái)投影儀的光源不宜采用串聯(lián)電阻降壓。 （4）可采用變壓器變壓的方法將電源工作電壓220V降低為24V供光源使用。圖4.（2008第18屆全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽）如圖l 3

24、是一個(gè)電熱器的工作原理圖，電熱器內(nèi)有兩個(gè)阻值分別為R1=60和R2=120的電熱絲；旋轉(zhuǎn)開關(guān)內(nèi)有一塊絕緣圓盤，在圓盤的邊緣依次有0，1，2， 9共10個(gè)金屬觸點(diǎn)；可以繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的開關(guān)旋鈕兩端各有一個(gè)金屬滑片，轉(zhuǎn)動(dòng)開關(guān)旋鈕可以將相鄰的觸點(diǎn)連接。如旋鈕上的箭頭指向圖中位置D時(shí)，金屬滑片將2、3觸點(diǎn)接通，同時(shí)另一端將7、8觸點(diǎn)接通。用這個(gè)旋轉(zhuǎn)開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)電熱器有多擋位工作的要求。請(qǐng)回答：（1）這個(gè)電熱器可有幾個(gè)不同加熱擋位?并指出每個(gè)加熱檔位旋轉(zhuǎn)開關(guān)的箭頭指向的位置；（2）將此電熱器接人家庭電路中，電熱器在正常工作時(shí)每個(gè)擋位的功率各是多大。4.解：（1）有五個(gè)檔位：A檔：當(dāng)旋紐上的箭頭指向圖中位置

25、A或F時(shí)；B檔：當(dāng)旋紐上的箭頭指向圖中位置B或G時(shí)；C檔：當(dāng)旋紐上的箭頭指向圖中位置C或H時(shí)；D檔：當(dāng)旋紐上的箭頭指向圖中位置D或I時(shí)；E檔：當(dāng)旋紐上的箭頭指向圖中位置E或J時(shí)。（2）A檔：R1、R2并聯(lián)連入電路，電路的總電阻最小，為最大功率檔 P1=U2/R1+ U2/R2= 2202/60W+2202/120W =1210W。 B檔：只有R1接入電路，為較大功率檔P2=U2/R1=2202/60W=806.7W。 C檔：R1、R2串聯(lián)連入電路，電路的總電阻最大，為最小功率檔， R= R1+R2=60+120=180， P3=U2/R=2202/180W=268.9W。 D檔：只有R2接入電

26、路，為較小功率檔，P4=U2/R2= 2202/120W =403.3W。 E檔：空擋，接此檔時(shí)功率為零。5.（1998全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽復(fù)賽）有兩種燈泡，分別標(biāo)有（110伏 60瓦）和（110伏25瓦），把它們接入家庭照明電路中。（1）能不能各取一只串聯(lián)使用？請(qǐng)說明原因。（2）若把兩種燈泡在同一電路中混合使用，并使它們都能正常發(fā)光，最少應(yīng)各使用多少只，如何連接？（3）這時(shí)總電功率是多少？5.解：（1）不能各取一只串聯(lián)使用。 60瓦燈的電阻 R1=201.7歐。25瓦燈的電阻 R2=484歐 。 串聯(lián)后，設(shè)25瓦燈的電壓為U2，根據(jù)串聯(lián)分壓， U2= ，代入數(shù)據(jù)，解得：U2=155伏，超

27、過了燈的額定電壓。所以不能各取一只串聯(lián)使用。 （2）設(shè)使用60瓦的燈m只，使用25瓦的燈n只，分別并聯(lián)后再串聯(lián)使用，各分壓110伏時(shí)，才能正常發(fā)光，此時(shí)有： 。 故使用5只60瓦的燈并聯(lián)后，再與12只并聯(lián)的25瓦的燈串聯(lián)即可。（3）此時(shí)總功率為W=W1+W2=560瓦+1225瓦=600瓦。6（2012全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽）在學(xué)校創(chuàng)新比賽中，小亮同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)多檔位的電熱水器。圖10甲所示是他設(shè)計(jì)的電熱水器的工作電路圖，R1和R2是兩根電熱絲。他設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)開關(guān)如圖10乙所示，旋轉(zhuǎn)開關(guān)內(nèi)有一塊絕緣圓盤，在圓盤的邊緣依次有共10個(gè)金屬觸點(diǎn)（在圖乙中用“”表示，“”中標(biāo)有1、2、3、4編號(hào)，編號(hào)

28、相同的觸點(diǎn)用導(dǎo)線連接）?？梢岳@中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的開關(guān)旋鈕兩端各有一個(gè)金屬滑片，轉(zhuǎn)動(dòng)開關(guān)旋鈕可以將相鄰的觸點(diǎn)連接。例如，圖10乙中，旋鈕上的箭頭指向圖中位置D，此時(shí)，金屬滑片將1、2兩觸點(diǎn)接通，同時(shí)另一端也將3、4兩觸點(diǎn)接通。當(dāng)旋鈕上的箭頭指向A、B、C、D不同位置時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)四檔加熱功率。他設(shè)計(jì)的四檔加熱功率如下表所示：溫度檔位高溫中溫2中溫1低溫加熱功率/W11006604402641如果要實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)開關(guān)沿某個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，加熱功率依次遞減或遞增，通過計(jì)算，分析說明電熱絲R1和R2的阻值應(yīng)該分別為多大?旋鈕上的箭頭指向A、B、C、D不同位置時(shí)，分別對(duì)應(yīng)哪一檔加熱功率?2小亮根據(jù)計(jì)算結(jié)果，借助電池組、電

29、壓表和電流表分別截取了電阻大小符合要求的兩根電熱絲，并按電路圖連接好。經(jīng)檢查無誤后，小亮將電熱器接入家庭電路，同時(shí)借助電能表和手表測(cè)量電熱器在不同檔位工作時(shí)實(shí)際消耗的電功率，結(jié)果發(fā)現(xiàn)每一檔的實(shí)際功率均小于按照電熱絲電阻值計(jì)算的結(jié)果，測(cè)量后發(fā)現(xiàn)電源電壓為220V。請(qǐng)簡(jiǎn)單解釋產(chǎn)生這種偏差的原因。3使用中他發(fā)現(xiàn)水溫開始升高較快，后來水溫升高越來越慢，最后甚至?xí)３帜硞€(gè)溫度不再升高，此時(shí)水并沒有沸騰。并且選擇加熱檔位功率越小，水能夠達(dá)到的最高溫度越低，這是為什么?解析：1由圖可知：旋鈕上的箭頭指向D位置時(shí)，電熱絲R1和R2并聯(lián)，此時(shí)電路消耗功率最大P11100W（1分）旋鈕上的箭頭指向C位置時(shí)，電熱絲

30、R1單獨(dú)工作，此時(shí)電路消耗功率為：P2=660W（1分）所以：R173.3（1分）旋鈕上的箭頭指向B位置時(shí)，電熱絲R2單獨(dú)工作，此時(shí)電路消耗功率為：P1=440W（1分）所以：R2110（1分）當(dāng)旋鈕上的箭頭指向A位置時(shí)，電熱絲R1和R2串聯(lián)，此時(shí)電路消耗功率為：P4264W（1分）2電熱絲的電阻會(huì)隨溫度而變化。在借助電池組、電壓表和電流表截取一定阻值的電熱絲時(shí)，電熱絲消耗的功率很小，一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量少，故溫度低，此時(shí)電阻?。划?dāng)電熱絲接入家庭電路工作時(shí)，消耗的電功率較大，一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量多，溫度升高顯著，電阻變大明顯：由公式P可知，此時(shí)消耗的電功率比測(cè)得的電阻計(jì)算的電功率要小一些。（3

31、分）3電熱器在給水加熱時(shí)。由于水在吸熱的同時(shí)還在散熱（向空氣傳遞熱量、蒸發(fā)吸熱），并且隨著水溫的升高，水溫與環(huán)境溫度差增大，熱傳遞的速度加快、水蒸發(fā)時(shí)吸熱的速度也加快，導(dǎo)致水的溫度升高減慢；當(dāng)散失熱量與從電熱絲吸收到的熱量平衡時(shí)，水溫就不再升高了。（2分）加熱功率越小，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越少，達(dá)到上述平衡時(shí)與環(huán)境的溫差越小，所以水能達(dá)到的最高溫度越低。（1分）7（12分）（2012全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽）如圖11甲所示為某型號(hào)汽車的自動(dòng)測(cè)定油箱內(nèi)油量的電路原理圖，其中電源兩端的電壓恒為24V，R0為定值電阻，A為油量指示表（一只量程為00.6A的電流表），Rx為壓敏電阻，它的上表面受力面積

32、為10cm2，其阻值與所受壓力的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖11乙所示。油箱的上下兩部分皆為長(zhǎng)方體形狀，下半部分的橫截面積為、20dm2，高為2dm，上半部分的橫截面積為10dm2，油箱加滿油時(shí)油的總體積為60dm3。當(dāng)油箱裝滿油時(shí)，油量指示表的示數(shù)如圖11丙所示。已知：汽油0.7×103kgm3，取g=10Nkg。1當(dāng)油箱內(nèi)汽油用完時(shí)，油量指示表的指針指向某一位置，求此位置所對(duì)應(yīng)的電流值是多少；2若汽車在高速公路勻速行駛400km，油量表由滿刻度指向滿刻度的位置，求該汽車每行駛100km消耗汽油多少升；3在上面第（2）問所述的行駛過程中發(fā)現(xiàn)，油量表的示數(shù)在開始運(yùn)動(dòng)的一段時(shí)間內(nèi)變化較快，而后來一段時(shí)

33、間內(nèi)變化較慢，請(qǐng)解釋其中的原因。解析：1油箱裝滿油時(shí)，下半部分容積：V2=20×2×103mL4×102m3上半部分容積：V1=VV26×102m34×102m3=2×102m3上半部分高度：h1=m=2×10lm（1分）汽油的深度：hh1+h2=2×101m+2×101m=4×101m汽油對(duì)壓敏電阻的壓強(qiáng)：p汽油gh=0.7×103×10×4×101Pa=2.8×103Pa（1分）汽油對(duì)壓敏電阻的壓力：F=pS=2.8×103

34、5;10×104N2.8N（1分）由圖11乙可知：Rx=30（1分）由題意可得：R0=Rx=30=10（1分）汽油用完時(shí)，由圖11乙可知：Rx300（1分）通過油量表的電流：I2=0.08A（1分）2油量表指向滿刻度的位置，通過油量表的電流：I3=×0.6A=0.15A此時(shí)壓敏電阻阻值：RxR016010150（1分）由圖11乙可知，汽油對(duì)壓敏電阻的壓力：F0.7N汽油對(duì)壓敏電阻的壓強(qiáng)pPa7×102Pa汽油的深度：hm0.1m（1分）剩余汽油的體積：VS2h20×102×0.1m32×102m3汽車行駛100km，消耗汽油的體積：Vm310L（1分）3因油箱上部橫截面積較小，消耗相同體積的汽油，上部