近十年全國初中應(yīng)用物理知識競賽試題分類匯編專題二十生活用電

------------------------------------------------------------------------近十年全國初中應(yīng)用物理知識競賽試題分類匯編專題二十生活用電全國初中應(yīng)用物理知識競賽試題分類匯編專題二十、生活用電一、選擇題1．關(guān)于安全用電，下列說法正確的是()A．有金屬外殼的用電器的三腳插頭，較長的腳與該用電器的外殼相連B．用測電筆檢查電路時，手不能接觸筆尾金屬體C．控制家用電器的開關(guān)應(yīng)與該用電器并聯(lián)D．家庭電路中的空氣開關(guān)跳閘了，一定是發(fā)生了短路答案：A解析：用測電筆檢查電路時，手必須接觸筆尾金屬體；控制家用電器的開關(guān)應(yīng)與該用電器串聯(lián)；家庭電路中的空氣開關(guān)跳閘了，不一定是發(fā)生了短路；選項BCD錯誤。2.用電高峰期，會看到家里的白熾燈泡比正常發(fā)光要暗一些．這是因為，用電高峰期并聯(lián)用電器增多，造成（）A．電路中的總電阻增大B．電路中的總電流減小C．白熾燈泡的實際功率減小D．白熾燈泡的額定功率減小答案:：C解析：用電高峰期并聯(lián)用電器增多，造成電路中的總電阻減小；電路中的總電流增大；白熾燈泡的實際功率減??；白熾燈泡的額定功率不變；選項C正確。3.在如圖所示的四幅圖中，符合安全用電要求的是（）A．電線上晾衣服B．C．用濕手觸摸開關(guān)DD．答案：B解析：電線上不能晾衣服，不能用濕手觸摸開關(guān)，插座的另一插孔應(yīng)該與地線連通，ACD不符合安全用電要求。4．圖２所示的用電器中，工作時主要將電能轉(zhuǎn)化為機械能的是A．電熨斗A．電熨斗D．電烙鐵圖２Ｃ．圖２Ｃ．電水壺B．洗衣機答案：B解析：電熨斗、電水壺、電烙鐵工作時主要將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，選項ACD錯誤。5.如圖8所示是一種家庭電路帶指示燈的按鍵開關(guān)的電路圖。使用時發(fā)現(xiàn)，當開關(guān)斷開時，照明燈甲熄滅，指示燈乙發(fā)出微光；當開關(guān)閉合時，只有照明燈甲發(fā)光。根據(jù)這種開關(guān)的控制特性可以判斷A.甲燈的電阻略大于乙燈的電阻B.甲燈的電阻遠大于乙燈的電阻C.甲燈的電阻略小于乙燈的電阻D.甲燈的電阻遠小于乙燈的電阻答案：D解析：根據(jù)題述“當開關(guān)斷開時，照明燈甲熄滅，指示燈乙發(fā)出微光”，甲中通有電流，但熄滅，說明甲燈分得電壓很低，甲燈的電阻遠小于乙燈的電阻，選項D正確。6.小華發(fā)現(xiàn)賓館里的“插卡取電器”有兩種類型，第一種無

論插入哪種卡片都能使房間通電，第二種用專門的磁卡插

入或靠近都能使房間通電，小明設(shè)計了如下三種方法用于

判斷取電器類型：①將硬紙片插入，看能否通電；②將專

用磁卡貼在面板上不插入，看能否通電；③將專用磁卡插

入，看能否通電．其中可行的方法是：A.①②

B.②③

C．①③D．①②③答案：A7.(2006重慶初中應(yīng)用物理知識競賽初賽）應(yīng)該用測電筆去辨別火線和零線，決不能用手直接去接觸電線，這是因為手接觸火線時，手不會發(fā)光，無法辨別火線手接觸零線時，通過人體的電流很大，人體會觸電氖管發(fā)光時，一定不會有電流通過人體氖管發(fā)光時，通過人體的電流很小，人體不會觸電.答案：D解析：因為家庭電路中火線與零線之間的電壓是220V，零線與地之間沒有電壓，即火線與地之間電壓為220V。當用測電筆來區(qū)分火線和零線時，用手接觸筆尾金屬體，筆尖接觸電線。如果氖管發(fā)光，表示接觸的是火線。因為測電筆的筆尖金屬接觸火線，測電筆內(nèi)由阻值很大的電阻，人體和地組成通路，通過人體的電流很小，人體不會發(fā)生觸電事故，選項D正確。8.（2005大連物理競賽題）小明家中的幾盞亮著的電燈突然全部熄滅了，檢查保險絲并未燒斷，用測電筆測試插座的兩孔時，氖管都發(fā)光。以下對故障的判斷正確的是[]A.燈泡全部燒壞B.進戶零線斷路C.室內(nèi)線路發(fā)生短路D.進戶火線斷路.答案：B解析：根據(jù)試電筆原理，用測電筆測試插座的兩孔時，氖管都發(fā)光，說明室內(nèi)零線對地電壓為220V，進戶零線斷路，選項B正確。9．(2012全國初中應(yīng)用物理知識競賽)圖4甲所示的熱熔膠槍是一種裝修工具，用于材料涂膠。它的內(nèi)部有2只相同的PTC（正溫度系數(shù)）加熱元件，其工作電路如圖4乙所示，扣動扳機能使固體膠條向前擠壓，聯(lián)動開關(guān)S同時擲向A、B，槍口冒出膠液，松開扳機，聯(lián)動開關(guān)S同時擲向B、C。單只PTC元件的電阻隨溫度的變化如圖4丙所示。關(guān)于PTC元件的工作情況，下列說法中正確的是（）A．扣動扳機，兩只PTC元件串聯(lián)在電路中B．松開扳機，只有一只PTC元件接入電路C．松開扳機，當溫度為80℃時，電路消耗的電功率為55WD．扣動扳機，當溫度為180℃時，1min電路消耗的電能為4800J答案：D解析：扣動扳機，聯(lián)動開關(guān)S同時擲向A、B，兩只PTC元件并聯(lián)在電路中，當溫度為180℃時，PTC元件電阻為1210Ω，電路總電阻為R=605Ω，電路電流I=U/R，1min電路消耗的電能為W=UIt=220×220÷606×60J=4800J，選項A錯誤D正確；松開扳機，兩只PTC元件串聯(lián)接入電路，當溫度為80℃時，PTC元件電阻為880Ω，電路總電阻為R=1760Ω，電路電流I=U/R，電路消耗的電功率為P=UI=220×220÷1760W=27.5W，選項BC錯誤；二．填空題1．現(xiàn)在許多賓館都利用房卡取電，如圖10所示。只有把房卡插入槽中，房間內(nèi)的用電器才能使用。房卡的作用相當于家庭電路中的，房間里各用電器之間是聯(lián)的。答案：開關(guān)并聯(lián)2.圖為小娟家洗手間的部分電路，白熾燈L上標有“220V40W”字樣，L正常工作時電阻為________。該電路存在的安全隱患是________________。小娟改進電路后．想到家人常忘記關(guān)燈，便把標有“220V60W”的白熾燈L′與L串聯(lián)接入A、B之間，則電路的總功率比原來________(填“大”或“小”)，L′與L兩端的電壓之比為________(不計燈絲電阻的變化)。2．答案：1210Ω燈L直接接到火線上(填“開關(guān)沒有接到火線與燈L之間”亦可)小2∶33.小明同學月初觀察到家中電能表示數(shù)為05315，月末觀察到電能表示數(shù)變?yōu)?6278，則他家這段時間內(nèi)消耗的電能為kW·h.他要借助電能表測量家中電水壺的實際電功率，還需要用到的一種測量儀器是.答案：96.3秒表4.家庭電路中短路或超負荷運行很容易引發(fā)火災，為了避免此類事故的發(fā)生，家庭電路中必須安裝；如果家用電器內(nèi)部導線的絕緣皮破損，人體接觸家用電器金屬外殼時容易發(fā)生觸電事故，為防止此類事故的發(fā)生，家用電器的金屬外殼應(yīng)該．答案：空氣開關(guān)；接地．解：（1）當電路短路時，電路中的電流就會很大，超過了熔斷器的最大電流，則熔斷器將會熔斷起到對電路的保護作用．使用家庭電路中必須安裝能起到自動斷開電源的作用空氣開關(guān)（或熔斷器、漏電保護器、觸電保護器、熔絲等均可）．（2）如果家用電器內(nèi)部導線的絕緣皮破損，人體接觸家用電器金屬外殼時容易發(fā)生觸電事故，如果外殼接地，地線把人體短路，不會發(fā)生觸電事故；所以為防止此類事故的發(fā)生，家用電器的金屬外殼應(yīng)該接地．5．（2012全國初中物理競賽預賽）在一次風暴中，甲、乙兩地之間的兩根輸電線在某處發(fā)生了短路，如圖3所示，為了確定短路的具體位置，電力工人在甲地把這兩根輸電線的接頭接到電壓為3V的電池兩端，測出了這時輸電線中的電流為30mA。已知輸電線每米長度的電阻為0.01歐，則發(fā)生短路處離甲地____________m。測出的電流越大，說明短路處離甲地越____________。5、答案：5000近解析：設(shè)發(fā)生短路處離甲地xm，輸電線每米長度的電阻為R0=0.01歐，在甲地把這兩根輸電線的接頭接到電壓為3V的電池兩端，由歐姆定律I=U/2xR0,解得x=5000m。測出的電流越大，說明短路處離甲地之間的導線電阻小，短路處離甲地越近。四．綜合運用題1．（2012全國初中物理競賽預賽）用空調(diào)的制冷和送風是交替進行的，某空調(diào)處于制冷狀態(tài)時的功率P1是2kW，送風狀態(tài)的功率P2是0.22kW，測得此空調(diào)在某段時間內(nèi)的電功率隨時間的關(guān)系如圖19所示。（1）空調(diào)在前5min內(nèi)處于什么狀態(tài)？此時通過它的電流是多少？（2）在1h內(nèi)，這臺空調(diào)消夏的電能是多少度？（3）在高溫天氣，由于家庭電路的電壓過低而使空調(diào)不能啟動。請你簡述家庭電路電壓過低的原因。（4）為了安全用電，許多家庭鋪設(shè)了空調(diào)專線，請你簡述鋪設(shè)空調(diào)專線的意義。解：（1）送風狀態(tài)，P2=0.22kW，U=220V(2分)I=P2/U=1A…………(2分)（2）由圖像知，1h內(nèi)空調(diào)制冷狀態(tài)工作40min，送風狀態(tài)工作20min，消耗的總電能為W=P1t1+P2t2=2.2kW×h+2.2kW×h=1.54kW·h?！?4分)（3）在高溫天氣，用電器過多，導致干路電流過大，輸電線上的電壓降增大，家庭電路的電壓過低，導致空調(diào)不能正常啟動?！?4分)（4）空調(diào)功率較大，電流較大，鋪設(shè)空調(diào)專線防止家庭電路電流過大引起火災或跳閘?！?2分)2.如圖，是號稱”綠色節(jié)能“的路面減速裝置，當車輛駛過減速裝置時，該裝置會發(fā)電．這種高科技的“夜間交警”在幫助車輛減速的同時還能為交通指示起到供能作用．這些在斜坡上的減速裝置是由一種與路面齊平的墊板構(gòu)成，在墊板里面有一系列類似于感應(yīng)嵌板的物體．當有車輛經(jīng)過路面時，路面下活動的嵌齒會是嵌板上下浮動，從而像一個小型發(fā)電機一樣產(chǎn)生電能．據(jù)估計，足夠穩(wěn)定的車流量將會使節(jié)能裝置的發(fā)電功率達到10kW．①該裝置的原理是電磁感應(yīng)；它工作過程中能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系是把機械能轉(zhuǎn)化成電能．②該裝置在足夠穩(wěn)定的車流量的情況下，工作8小時的發(fā)電量是多少度？③如果該裝置在足夠穩(wěn)定的車流量的情況下，工作8小時所獲得的機械能是1.44×109J，則該裝置的發(fā)電效率是多少？解：（1）①該裝置是一個小型發(fā)電機，其原理是：電磁感應(yīng)現(xiàn)象．把機械能轉(zhuǎn)化為電能．故答案為：電磁感應(yīng)；電能②工作8小時的發(fā)電量W電=Pt=10kW×8h=80kWh=80度答：工作8小時的發(fā)電量為80度③W電=80kWh=80×3.6×106J=2.88×108J該裝置的發(fā)電效率η=×100%=×100%=20%答：該裝置的發(fā)電效率為20%．3.如圖所示，是小明同學為宜賓港設(shè)計的一個貨物運送裝罝圖，其中，AB是長L=10m的傳送帶，BC是平臺，AB兩端的高度差h=2.5m，傳送帶在電動機M的帶動下順時針勻速轉(zhuǎn)動．現(xiàn)有一質(zhì)量m=542.7kg的貨物，從A端隨傳送帶一起勻速地被運送到平臺BC上，傳送帶運行的速度v=4m/s．由于輪軸等方面的摩擦，電動機輸出功（轉(zhuǎn)化為機械功）的效率η=80%，電動機允許通過的最大電流為25A．取g=10N/kg求：（1）要使該貨物從A端運送到B端，電動機需工作多少時間？（2）貨物從A端運送到B端，需克服重力做多少功？電動機的輸出功率是多大？（3）如果電動機接在電壓U=380V不變的電源上，電動機中線圈的電阻r=1.9Ω，在把貨物從A端運送到B端的過程中，電動機消耗的電能是多少？解：（1）電動機工作的時間為t===2.5s（2）克服重力做的功為W重=Gh=mgh=542.7kg×10N/kg×2.5m=13567.5J電動機輸出的功為W電===16959.375J電動機的輸出功率為P動===6783.75W（3）電動機的工作電流為I===20A線圈的發(fā)熱功率為P熱=I2R=（20A）2×1.9Ω=760W電動機的總功率為P=P動+P熱=6783.75W+760W=7543.75W電動機消耗的電能為W=Pt=7943.75W×2.5s≈18859J。圖64.（2012全國初中應(yīng)用物理知識競賽復賽）應(yīng)急照明燈是在正常照明電源發(fā)生故障時，能持續(xù)照明而不間斷工作的一類燈具，如圖6所示。應(yīng)急照明燈主要由燈泡(或LED燈珠)、蓄電池、充電器、自動控制電路及相關(guān)部件組成。在照明電源正常情況下，應(yīng)急照明燈通過充電器給蓄電池充電，此時，自動控制電路及相關(guān)部件自動將燈泡(或LED燈珠)與蓄電池斷開不發(fā)光。當照明電路突然停電時，應(yīng)急照明燈通過自動控制電路及相關(guān)部件自動把燈泡(或LED燈珠)跟蓄電池接通，從而實現(xiàn)自動應(yīng)急照明。下表為某型號應(yīng)急照明燈的主要技術(shù)數(shù)據(jù)：圖6輸入電壓充電時間應(yīng)急照明時間應(yīng)急照明功率AC220V<24h>90min0.96W×2應(yīng)急照明光源蓄電池種類數(shù)量燈泡額定電壓類別額定電壓容量燈泡2只2.4VNi-Cd2.4V1.8Ah1．在該型號應(yīng)急照明燈剛投入使用階段，待蓄電池充滿電后，可以實現(xiàn)的最長連續(xù)應(yīng)急照明時間為多少?172教學網(wǎng)2．小蘭跟老師提出自己要設(shè)計并組裝一只簡易的應(yīng)急照明燈。老師告訴她實驗室現(xiàn)有以下器材：雙孔插座及與之配套的插頭1套、小燈泡〈額定電壓：DC3.0~3.4V，額定電流：350mA)4只、電磁繼電器（額定電壓：DC6V；額定電流：0.15A）1套及與之配套的低壓直流電源(輸入電壓：AC220V，輸出電壓：DC6V)1臺、蓄電池(兩端電壓：6V)1只及與之配套的充電器(輸入電壓：AC220V，輸出電壓：(1)請你幫助小蘭在圖7上完成簡易應(yīng)急照明燈的接線。要求如下：17①家庭電路正常工作時，充電器自動給蓄電池充電，各燈泡均不發(fā)光；172②當家庭電路停電時，蓄電池自動給各燈泡供電，使各燈泡均正常發(fā)光，且在一盞小燈炮燈絲燒斷后還應(yīng)該有部分小燈泡能正常工作；72教學網(wǎng)(2)小明看到小蘭的連接電路后，認為可以去掉低壓直流電源，而將電磁鐵的兩個接線柱直接接在充電器的輸出端。請分析這樣做不可行的原因。解析：（1）.由該型號應(yīng)急照明燈的主要技術(shù)數(shù)據(jù)可知，其所用燈泡的額定電壓為2.4V，其蓄電池兩端的電壓也是2.4V；由此可知，兩只燈泡應(yīng)并聯(lián)。……2分單只燈泡正常發(fā)光時的電流：……2分干路中的總電流：………1分即蓄電池對外供電電流為：I=0.8A…………1分蓄電池充滿電后，可以實現(xiàn)的最長應(yīng)急照明時間：…2分（2）．簡易應(yīng)急照明燈的接線如圖答2所示?！?分說明：上述電路圖的6分具分布如下：=1\*GB3①電磁繼電器的電磁鐵應(yīng)接于低壓直流電源的輸出端?！?分=2\*GB3②充電器給蓄電池充電時應(yīng)注意蓄電池的正負極?！?分=3\*GB3③為了保證各小燈泡正常工作，應(yīng)如圖連接?！?分若四個小燈泡接成先并聯(lián)后再串聯(lián)，扣1分。（2）若將電磁鐵的兩個接線柱直接接在充電器兩端，當家庭電路正常工作時，電磁鐵有磁性，吸引銜鐵下移，接通蓄電池充電電路，充電器給蓄電池充電；……2分當家庭電路停電時，蓄電池與電磁鐵構(gòu)成通路，電磁鐵依然保持磁性，蓄電池無法為小燈泡供電，小燈泡不能發(fā)光?！?分5、（2012全國初中應(yīng)用物理知識競賽）在學校創(chuàng)新比賽中，小亮同學設(shè)計了一個多檔位的電熱水器。圖10甲所示是他設(shè)計的電熱水器的工作電路圖，R1和R2是兩根電熱絲。他設(shè)計的旋轉(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個金屬觸點（在圖乙中用“○”表示，“○”中標有1、2、3、4編號，編號相同的觸點用導線連接）?？梢岳@中心軸轉(zhuǎn)動的開關(guān)旋鈕兩端各有一個金屬滑片，轉(zhuǎn)動開關(guān)旋鈕可以將相鄰的觸點連接。例如，圖10乙中，旋鈕上的箭頭指向圖中位置D，此時，金屬滑片將1、2兩觸點接通，同時另一端也將3、4兩觸點接通。當旋鈕上的箭頭指向A、B、C、D不同位置時，可以實現(xiàn)四檔加熱功率。他設(shè)計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．如果要實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)開關(guān)沿某個方向轉(zhuǎn)動時，加熱功率依次遞減或遞增，通過計算，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，分別對應(yīng)哪一檔加熱功率?2．小亮根據(jù)計算結(jié)果，借助電池組、電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，同時借助電能表和手表測量電熱器在不同檔位工作時實際消耗的電功率，結(jié)果發(fā)現(xiàn)每一檔的實際功率均小于按照電熱絲電阻值計算的結(jié)果，測量后發(fā)現(xiàn)電源電壓為220V。請簡單解釋產(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，最后甚至會保持某個溫度不再升高，此時水并沒有沸騰。并且選擇加熱檔位功率越小，水能夠達到的最高溫度越低，這是為什么?解析：1．由圖可知：旋鈕上的箭頭指向D位置時，電熱絲R1和R2并聯(lián)，此時電路消耗功率最大P1＝1100W（1分）旋鈕上的箭頭指向C位置時，電熱絲R1單獨工作，此時電路消耗功率為：P2=660W（1分）所以：R1＝＝＝73.3Ω………………（1分）旋鈕上的箭頭指向B位置時，電熱絲R2單獨工作，此時電路消耗功率為：P1=440W（1分）所以：R2＝＝＝110Ω………………（1分）當旋鈕上的箭頭指向A位置時，電熱絲R1和R2串聯(lián)，此時電路消耗功率為：P4＝＝＝264W………………（1分）2．電熱絲的電阻會隨溫度而變化。在借助電池組、電壓表和電流表截取一定阻值的電熱絲時，電熱絲消耗的功率很小，一定時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量少，故溫度低，此時電阻??；當電熱絲接入家庭電路工作時，消耗的電功率較大，一定時間內(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，此時消耗的電功率比測得的電阻計算的電功率要小一些?！?分）3．電熱器在給水加熱時。由于水在吸熱的同時還在散熱（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)時吸熱的速度也加快，導致水的溫度升高減慢；當散失熱量與從電熱絲吸收到的熱量平衡時，水溫就不再升高了。………（2分）加熱功率越小，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越少，達到上述平衡時與環(huán)境的溫差越小，所以水能達到的最高溫度越低。………………（1分）6（15分）（2012全國初中應(yīng)用物理知識競賽）如圖12甲所示，冰凍是造成高山地區(qū)冬季輸配電線路倒塔（桿）斷線的重要原因。為了避免這類事故的發(fā)生，一方面電力工人要及時對輸電線路進行除冰作業(yè)，另一方面要加強輸電線的抗拉能力。一般高壓輸電線每一根都是由一股位于中間的鋼質(zhì)線芯和六股相同粗細的鋁質(zhì)線芯絞在一起組成的，其橫截面如圖12乙所示。這種輸電線通常被稱為鋼芯鋁絞線（代號LGJ）。已知該鋼芯鋁絞線所能承受的最大安全拉力為其正常工作情況下拉力的5倍。下表是該種鋼芯鋁絞線的相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)。鋁線（股數(shù)×直徑）鋼線（股數(shù)×直徑）導線外直徑電阻安全載流量（mm）（mm）（mm）（Ω／km）70℃80℃90℃6×3.801×3.8011.40.5194A228A255A1．該電力線路采用鋼芯鋁絞線而不采用與之同樣結(jié)構(gòu)尺寸的鋁絞線，其主要目的是什么?2．輸電線路結(jié)冰后，輸電線（連同上面的冰）變粗、變重。為了保證輸電線路的安全，防止輸電線被拉斷，在冰凍的鋼芯鋁絞線（連同上面的冰，其橫截面可以看作圓）的直徑D增大到一定值時就必須進行除冰作業(yè)，試估算需要進行除冰作業(yè)時冰凍的鋼芯鋁絞線的直徑D。（ρ鋁＝2.7×103kg／m3，ρ鋼＝7.9×103kg／m3，ρ冰＝0.9×1033．有一種輸電線路除冰作業(yè)的方法叫“短路熔冰”。所謂“短路熔冰”，就是在短時間內(nèi)，輸電線不經(jīng)過用電器而直接接通，輸電線中通過比平時大許多的電流，利用導線本身發(fā)熱熔冰以完成除冰作業(yè)的方法。短路熔冰時，若一根這種鋼芯鋁絞線每米的發(fā)熱功率為200W，則短路熔冰時通過一根鋼芯鋁絞線的電流大約是多大?（取＝3.2）解析：1．該電力線路采用鋼芯絞線而不采用與之相樣結(jié)構(gòu)、尺寸的鋁絞線，其主要目的是為了提高輸電線的抗拉能力，從而可以適當?shù)卦龃髼U距，節(jié)省桿材