全國(guó)競(jìng)賽試題匯編—15電功和電功率及答案

1、競(jìng)賽試題匯編電功和電功率一、選擇題（92年第二屆）3白熾燈的燈絲斷了之后，如果再搭接上，還會(huì)發(fā)光。這時(shí)的耗電功率與原來(lái)相比A、增加 B減少 C不變 D耗電功率比原來(lái)增加或減少由燈絲搭接的位置決定答案：A（92年第二屆）8圖為一個(gè)白熾燈泡。正常工作時(shí)的電流約是A0.27毫安 B270毫安 C0.41安培 D0.11安培答案：B（93第三屆）1落在高壓線上的鳥(niǎo)兒不會(huì)觸電死亡，這是因?yàn)锳鳥(niǎo)爪上的角質(zhì)層是絕緣的 B鳥(niǎo)兒對(duì)電流的承受能力比較強(qiáng)C鳥(niǎo)兒雙腳落在同一條導(dǎo)線上，沒(méi)有電流流過(guò)鳥(niǎo)的身體 D高壓線有橡膠外皮答案：C（93第三屆）6家用電熨斗為適應(yīng)不同衣料的熨燙，設(shè)計(jì)了調(diào)整溫度的多擋開(kāi)關(guān)。使用時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕

2、即可使熨斗加熱到所需的溫度。圖1是電熨斗的電路圖。旋轉(zhuǎn)多擋開(kāi)關(guān)可以改變1、2、3、4之間的連接情況?，F(xiàn)將開(kāi)關(guān)置于溫度最高擋，這時(shí)，1、2、3、4之間的連接是圖2中的哪一幅？答案：A（93第三屆）12有兩個(gè)小燈泡，只標(biāo)有額定電壓，都是6.3V。串聯(lián)起來(lái)接到電源上，亮度不同。在回答哪個(gè)燈泡的額定功率比較大時(shí)要用以下6句話：(1)較亮燈泡的電阻較大；(2)從關(guān)系式P=I2R可以知道；(3)串聯(lián)時(shí)流過(guò)兩個(gè)燈炮的電流相同；(4)從關(guān)系式PU2/R可以知道；(5)在相同的電壓下工作時(shí)，燈炮的電功率和它的電阻成反比；(6)所以，串聯(lián)時(shí)較暗燈泡的額定功率大。按照下列哪個(gè)順序排列這6句話可以把問(wèn)題講得最清楚？

3、A(2)(1)(3)(4)(5)(6) B(2)(3)(l)(4)(5)(6)C(4)(5)(2)(1)(3)(6) D(3)(2)(1)(4)(5)(6)答案：D（94第四屆）12電爐通電后，電爐絲熱得發(fā)紅，而跟電爐連接的銅導(dǎo)線卻不那么熱，這是因?yàn)?A通過(guò)銅導(dǎo)線的電流小，所以它消耗的電能也較少B電爐絲和銅導(dǎo)線消耗的電能相同，但銅導(dǎo)線散熱快，所以就不那么熱C通過(guò)電爐絲的電流大，所以它消耗的電能較多D銅導(dǎo)線電阻較小，所以它消耗的電能較少答案：D（94第四屆復(fù)）10一臺(tái)“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(shí)接在220V的電壓下，在

4、相同的時(shí)間內(nèi)，它們產(chǎn)生的熱量 A電扇最多 B白熾燈最多 C電熱器最多 D都一樣多答案：C（95第五屆）5有二只燈泡，分別標(biāo)有“220V15W”和“220V100W”的字樣。如將它們串聯(lián)接在電壓為380伏的動(dòng)力電源上，則 A15W的燈泡燒壞，100W的燈泡完好 B100W的燈泡燒壞，15W的燈泡完好。C二只燈泡均被燒壞。 D二只燈泡均完好。答案：A(95第五屆) 7李軍在檢修一只1000瓦的電爐時(shí)，發(fā)現(xiàn)電爐絲斷了一小截，他用一段較細(xì)一些但由同種材料制成的電爐絲將殘缺部分補(bǔ)接至原長(zhǎng)，這樣再接入原電路中使用時(shí)，其實(shí)際發(fā)熱功率將 A大于1000瓦 B等于1000瓦 C小于1000瓦 D無(wú)法判斷。答案：

5、C（96第六屆）11物理小組的同學(xué)們練習(xí)安裝照明電路，接通電源之前，老師將火線上的保險(xiǎn)絲取下，把一個(gè)額定電壓為220伏的燈泡作為檢驗(yàn)燈泡連接在原來(lái)安裝保險(xiǎn)絲的位置，同時(shí)要求同學(xué)將電路中所有開(kāi)關(guān)都斷開(kāi)。用這種方法可以檢查電路中是否有短路，在接通電源后，下列說(shuō)法中正確的是： A若檢驗(yàn)燈泡正常發(fā)光，表明電路連接無(wú)誤。B若檢驗(yàn)燈泡不亮，但將某一個(gè)用電器的開(kāi)關(guān)閉合后檢驗(yàn)燈泡正常發(fā)光，表明這個(gè)開(kāi)關(guān)的兩端直接連到了火線和零線上。C檢驗(yàn)燈泡不亮，但將某一個(gè)電燈的開(kāi)關(guān)閉合后，這個(gè)電燈和檢驗(yàn)燈泡都能發(fā)光，只是亮度都不夠，這表明電路中出現(xiàn)了短路現(xiàn)象。D不論將電路中用電器的開(kāi)關(guān)斷開(kāi)還是閉合，檢驗(yàn)燈泡均不發(fā)光，這表明電

6、路中有短路。答案：B（97第七屆）1家庭電路中的保險(xiǎn)絲燒斷了，下列做法中正確的是： A用鋼絲代換B為了保險(xiǎn)，選擇盡量粗的保險(xiǎn)絲代換C選擇額定電流稍小于電路中最大正常工作電流的保險(xiǎn)絲代換D選擇額定電流等于或稍大于電路中最大正常工作電流的保險(xiǎn)絲代換答案：D（97第七屆）11電冰箱起動(dòng)時(shí)，與電冰箱并聯(lián)的臺(tái)燈變暗。關(guān)于這一現(xiàn)象。下列說(shuō)法中不正確的是： A進(jìn)戶線中電流變大 B線路中電阻變大 C線路中熱損耗變大 D燈泡兩端電壓變小答案：B（97第七屆復(fù)）3標(biāo)有“220V，40W”和“220V，60W”的兩只燈泡L1、L2、串聯(lián)在電路中時(shí)，兩燈泡均發(fā)光，實(shí)際消耗的功率分別為W1和W2，則： AW1W2 BW

7、1W2 CW1”、“”)答案：P2=200W（2000第十屆）5. 小明家的電能表的銘牌上標(biāo)有“220V”、“5A”、“3000r/kw.h”等字樣。如果長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)用電，他家最多可以使用總功率為 瓦的用電器；電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)每轉(zhuǎn)過(guò)1轉(zhuǎn)，表示他家用去了 焦的電能。答案：1100，1200（02第十二屆）2（6分）圖2為一個(gè)三孔插座，其中有一個(gè)插孔的導(dǎo)線是與室外大地相連的，請(qǐng)把這個(gè)插孔產(chǎn)中代表大地的記號(hào)E用線連起來(lái)。如果這個(gè)插孔的導(dǎo)線斷了，使用這個(gè)插座還能使洗衣機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，但是存在的問(wèn)題是_。答案：這個(gè)插孔具有安全保障作用。如果它與大地的連線斷了，一旦電器的外殼與電源的火線的絕緣損壞，容易造成觸電事故。（

8、04第十四屆）5（4分）我國(guó)北方早春育苗常用溫床，電熱溫床是其中的一種。電熱溫床是這樣制成的：先將床土挖去約20cm厚，床底鋪一層麥秸或鋸末，再鋪一層塑料膜。將電熱線按10cm間距，均勻地鋪在塑料膜上，再把床土放回，這樣電熱溫床就做成了。電熱溫床的溫控儀相當(dāng)于一個(gè)阻值隨溫度變化的可變電阻，利用它可以根據(jù)溫度自動(dòng)控制通過(guò)電熱線的電流，從而實(shí)現(xiàn)溫床溫度的自動(dòng)控制。使用時(shí)應(yīng)該把溫控儀與電熱線_聯(lián)。電熱線不能打結(jié)、交叉或重疊，否則可能由_而發(fā)生危險(xiǎn)。這種方法是利用_獲得適宜幼苗生長(zhǎng)的溫度。答案：串，電熱過(guò)于集中，局部溫度過(guò)高而燒壞電熱線的絕緣層，導(dǎo)致短路或漏電，電流的熱效應(yīng)三、實(shí)驗(yàn)題（96第六屆復(fù)）三

9、、（15分）小芳家里有一只用來(lái)燒開(kāi)水的電熱水壺，水壺銘牌上標(biāo)著“220V1000W”字樣。請(qǐng)你幫她設(shè)計(jì)一種方法，用來(lái)測(cè)量這只水壺?zé)畷r(shí)的效率。寫(xiě)出所用器材。測(cè)量步驟、導(dǎo)出計(jì)算公式。答案：器材：溫度計(jì)（量程0100），量杯，鐘表，交流電壓表（量程250伏）。步驟：(1)用量杯向壺中注水，量杯容積乘注水次數(shù)，得到水的體積V。(2)測(cè)水的初溫t1。(3)接通電源，開(kāi)始計(jì)時(shí)。(4)測(cè)得燒水時(shí)電源的實(shí)際電壓U。(5)水剛沸騰時(shí)計(jì)時(shí)結(jié)束，測(cè)得加熱時(shí)間t，然后測(cè)得水的沸騰溫度t2。計(jì)算公式：式中所求效率，c水的比熱容，水的密度，U電熱壺的額定電壓。（97第七屆）五、（7分）小明家有一個(gè)標(biāo)有“220V，800

10、W”的電爐，在額定電壓下用10分鐘能燒開(kāi)一壺水。一天他用這個(gè)電爐在相同環(huán)境下（空氣的溫度和壓強(qiáng)相同）燒開(kāi)同樣一壺水卻用了12分鐘，請(qǐng)你幫助小明算一算他家當(dāng)時(shí)的電源電壓約為多大。你在計(jì)算過(guò)程中使用了哪些近似條件？答案：（97第七屆復(fù)）三、（12分）小芳家有一只用來(lái)燒開(kāi)水的電熱水壺，銘牌上標(biāo)著“220V，1000W”字樣。請(qǐng)你幫她設(shè)計(jì)一種方法，用來(lái)測(cè)量這只水壺?zé)畷r(shí)的效率。寫(xiě)出所用器材、測(cè)量步驟，導(dǎo)出計(jì)算公式。答案：1器材：溫度計(jì)（量程為0100），量杯，計(jì)時(shí)器（鐘表），交流電壓表（量程為250V）。2步驟：(1)用量杯向壺中注水，量杯容器乘注水次數(shù)得水的體積V；(2)用溫度計(jì)測(cè)出水的初溫t0；(

11、3)接通電源并開(kāi)始計(jì)時(shí)；(4)測(cè)得澆水時(shí)電源的實(shí)際電壓u；(5)水剛沸騰時(shí)，計(jì)時(shí)結(jié)束，測(cè)得加熱的時(shí)間t，然后測(cè)得水沸騰的溫度t。3計(jì)算公式：（式中c為水的比熱，為水的密度，U為電熱壺的額定電壓）。（98第八屆復(fù)）四、（8分）照明電路用電高峰時(shí)，電燈就會(huì)暗下來(lái)，這是由于電燈兩端電壓降低的緣故。某同學(xué)想測(cè)算電燈兩端的實(shí)際電壓，但手頭沒(méi)有交流電壓表，只有一塊手表、一把帶有銘牌的電烙鐵、配電盤(pán)上還有一塊正在運(yùn)行的帶有銘牌的電度表。他利用這些器材就測(cè)算出了照明電路中用電器兩端的實(shí)際電壓，請(qǐng)你說(shuō)明他的測(cè)算方法。答案：只把電烙鐵接在電路里，斷開(kāi)其它所有用電器。 1記下電度表盤(pán)轉(zhuǎn)一周所用的時(shí)間t。 （1分）電

12、度表盤(pán)轉(zhuǎn)一周，用電器所做的功為 W= （1分） 2記下額定電壓下電度表盤(pán)轉(zhuǎn)一周所用的時(shí)間t*。 （2分）得出：= （2分） 所以，U=。 （2分）或：2.從銘牌可知，電烙鐵的額定功率為P額,額定電壓為U額,電度表為n轉(zhuǎn)/千瓦時(shí)，可知電烙鐵的電阻 R= （2分） 電度表盤(pán)每轉(zhuǎn)一周，用電器所做的功為 W= （2分）可得：W= U=。 （2分）（99第九屆）四、（6分）電飯鍋的原理如圖所示。煮飯時(shí)開(kāi)關(guān)S是閉合的，紅色指示燈亮；飯熟后（當(dāng)時(shí)的溫度大約為103）保溫時(shí)開(kāi)關(guān)S自動(dòng)斷開(kāi)，黃燈亮。電阻R1的作用是保護(hù)紅色指示燈不致因電流過(guò)大而燒毀，與電飯鍋發(fā)熱板的等效電阻相比，二者的大小應(yīng)有什么關(guān)系？為什么？

13、通常情況下用這種電飯鍋燒水時(shí)它的自動(dòng)斷電功能不起作用，這是為什么？答案：R1應(yīng)該遠(yuǎn)大于發(fā)熱板等效電阻。（2000第十屆）5.（6分）目前新建樓房的供電系統(tǒng)中已經(jīng)不再使用保險(xiǎn)絲，而是使用一種自動(dòng)控制的安全電路。當(dāng)用電負(fù)荷過(guò)大或發(fā)生短路時(shí)，電路會(huì)自動(dòng)切斷；如果站在地面上的人碰到火線而使火線與大地經(jīng)人體構(gòu)成通路，電路也會(huì)自動(dòng)切斷，以保人身安全。小玲家新居中裝的就是這樣的電路。搬家后，她看到墻上的電源插孔是三線的，為了安裝電視機(jī)，她買了一個(gè)插銷板，插在墻上的一個(gè)三線插孔中，然后把電視機(jī)的插頭插在插銷板上的插孔內(nèi)。但是，接通電視機(jī)的電源時(shí)，室內(nèi)所有插座全都斷電，表明電路自動(dòng)切斷了。到配電箱一看，果然是“

14、掉閘”（總開(kāi)關(guān)自動(dòng)切斷）了。是電視機(jī)出了故障，用電量太大了？用手把總開(kāi)關(guān)閉合，換其他幾個(gè)確保正常的用電器插到這個(gè)插銷板上，直至耗電只有15瓦的小臺(tái)燈，仍然是這樣。但是，把插銷板插到墻上其他插孔上，一切正常。問(wèn)題可能出在哪里？為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象？怎樣解決？答案：?jiǎn)栴}是施工時(shí)墻上插座內(nèi)的零線和地線相互接錯(cuò)了位置。使用時(shí)用電器把火線和地線連通，自動(dòng)控制系統(tǒng)誤認(rèn)為是人體把火線和地線連通，自動(dòng)切斷了電路。糾正方法：把這個(gè)插座從墻上拆下，把零線和地線的位置對(duì)調(diào)后再裝回去。（2000第十屆復(fù)）四、一種家用滅蚊器中的電熱元件是用鈦酸鋇材料制成的，它具有控溫功能圖2中給出了這種電熱元件的電阻隨溫度變化的曲線

15、請(qǐng)你根據(jù)這條曲線分析，滅蚊器穩(wěn)定工作時(shí)發(fā)熱元件處于哪個(gè)溫度區(qū)間，環(huán)境溫度在哪個(gè)區(qū)間時(shí)這種滅蚊器可以正常使用答案：如圖所示，當(dāng)鈦酸鋇元件的溫度T處于T0TT1時(shí)，隨著溫度的上升，電阻減小，電流增大，溫度會(huì)上升得更快；當(dāng)T1TT2的區(qū)間，情況與T0TT1時(shí)相同因此，滅蚊器穩(wěn)定工作時(shí)發(fā)熱元件處于T1TT2區(qū)間，環(huán)境溫度在T0TT1和T1TT2的區(qū)間時(shí)，發(fā)熱元件會(huì)因過(guò)熱而損壞（03第十三屆）1.（5分）如果用鐵絲代替家庭電路中的保險(xiǎn)絲，在什么情況下，可能出現(xiàn)什么危臉?寫(xiě)出種可能的危險(xiǎn)，并說(shuō)明會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)的理由。答案：如果戶內(nèi)電線短路,電流將會(huì)很大,這時(shí)鐵絲不能熔斷,電路將會(huì)過(guò)熱,可能引起火災(zāi)。全題5分短

16、路、電流大、“過(guò)熱、“火災(zāi)各1分,完整回答再1分.答用電器總功率過(guò)大,會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)也給分.（03第十三屆）5(8分)小明家新買了一條標(biāo)有“220V，50W”的電熱毯，他想用電流表和電比表測(cè)量電熱毯的電阻值，于是連接了下圖所示的電路，其中R為待測(cè)電熱毯的電阻，電源兩端的電壓為6V，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為20歐。但是，小明在測(cè)量過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，無(wú)論怎樣調(diào)整滑動(dòng)變阻器，電表的示數(shù)都幾乎沒(méi)有變化，且查得各元件完好，電路連接無(wú)誤。請(qǐng)分析產(chǎn)產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因。如果仍然使用這些器材，怎樣連接電路才能有效地改變電熱毯兩端的電壓?在小明電路圖的右側(cè)畫(huà)出你的電路圖。你的電路圖答案：根據(jù)電熱毯的功率和額定電壓可以推算出,

17、它的電阻約為滑動(dòng)變阻器是與它串聯(lián)的,它們的總電阻是兩者之和.但滑動(dòng)變阻器只有2O,遠(yuǎn)小于電熱毯的電阻,滑動(dòng)變阻器阻值的變化對(duì)總電阻的影響很小.所以對(duì)電路中的電流和電熱毯兩端電壓的影響很小。按右圖的電路連接,測(cè)量時(shí)可以有效地改變電熱毯兩端的電壓。全題8分.算出電熱毯電阻給2分,指出總電阻是二者之和給1分,指出滑動(dòng)變阻器對(duì)總電阻影響小給2分,指出對(duì)電流和電壓的影響小給1分,畫(huà)出正確電路圖給2分。（06第十六屆）八、（12分）小軍家客廳墻壁上有一個(gè)控制燈的開(kāi)關(guān)和一個(gè)兩孔插座裝在一起的“一開(kāi)兩孔”的電工元件。圖12是元件的面板、圖13是元件殼體內(nèi)部的原接線圖。由于開(kāi)關(guān)損壞，需要更換整個(gè)元件。小軍爸爸決

18、定自己動(dòng)手完成，小軍給爸爸當(dāng)助手。小軍爸爸?jǐn)嚅_(kāi)家中進(jìn)戶線的總開(kāi)關(guān)，在拆舊換新的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)：拆下前沒(méi)有留意元件中的A、B, D三根導(dǎo)線（B、C間己有一短導(dǎo)線在內(nèi)部相連）與外面的三根導(dǎo)線的連接關(guān)系（如圖14 ).因?yàn)槭覂?nèi)導(dǎo)線都在水泥墻內(nèi)，無(wú)法觀察各導(dǎo)線與墻內(nèi)導(dǎo)線的連接情況。于是他閉合家中進(jìn)戶線的總開(kāi)關(guān)，用試電筆檢測(cè)各根導(dǎo)線，發(fā)現(xiàn)：第根導(dǎo)線可以使試電筆發(fā)光；第、根導(dǎo)線不能使試電筆發(fā)光。根據(jù)小軍爸爸的檢測(cè)，能不能判斷各根導(dǎo)線的連接情況？小軍經(jīng)過(guò)仔細(xì)思考后認(rèn)為，不能判斷每根導(dǎo)線的連接情況，如果在情況不明時(shí)盲目連接還可能出現(xiàn)更嚴(yán)重的問(wèn)題。（1)你認(rèn)為小軍的觀點(diǎn)對(duì)不對(duì)？為什么？(2)你能不能利用常用的家用電

19、器，如臺(tái)燈等（均帶有插頭），鑒別出根導(dǎo)線應(yīng)怎樣分別與A、B、D接線柱相連接？說(shuō)出你的方法并簡(jiǎn)述理由。 (3）根據(jù)你的判斷，將圖14中根導(dǎo)線與下面的A、B、D接線柱和上面的火線、零線及燈泡連接起來(lái)。答案：1.小軍的觀點(diǎn)是對(duì)的。第根導(dǎo)線可以使試電筆發(fā)光，說(shuō)明是火線，一定與B相連；第、根導(dǎo)線不能使試電筆發(fā)光，說(shuō)明不是火線，但還不能判斷出到底哪根線直接接在零線上，哪根線接在燈泡上。如果盲目連接，可能會(huì)將零線接在D上，閉合開(kāi)關(guān)，就會(huì)形成短路，可能引起火災(zāi)，造成更嚴(yán)重的事故。3分2.具體的連線方法,有二種可能(一)第一種可能方法：閉合臺(tái)燈開(kāi)關(guān)，如果將、兩導(dǎo)線小心地接在臺(tái)燈的插頭上（不要短路），臺(tái)燈正常發(fā)光

20、；將、兩導(dǎo)線接在臺(tái)燈的插頭上時(shí)，兩燈均發(fā)光，但都不是正常發(fā)光，亮度都較暗，這說(shuō)明導(dǎo)線是直接接在零線上并與A相連；導(dǎo)線接在燈泡上,并與D相連理由是：臺(tái)燈直接接在火線與零線上時(shí)，正常發(fā)光；與燈泡串聯(lián)時(shí)，兩燈功率都小于額定功率，兩燈都較暗。實(shí)際連線如答題圖4所示。(二)第二種可能方法：閉合臺(tái)燈開(kāi)關(guān)，將、兩導(dǎo)線小心地接在臺(tái)燈的插頭上，兩燈均發(fā)光，但都不是正常發(fā)光，亮度都較暗；將、兩導(dǎo)線接在臺(tái)燈的插頭上時(shí)，臺(tái)燈正常發(fā)光。這說(shuō)明導(dǎo)線是直接接在零線上，并與A相連；導(dǎo)線接在燈泡上, 并與D相連。理由是：臺(tái)燈直接接在火線與零線上時(shí)，正常發(fā)光；與燈泡串聯(lián)時(shí)，兩燈功率都小于額定功率，兩燈都較暗。實(shí)際連線如答題圖5所

21、示。說(shuō)明:學(xué)生只要正確回答一種可能即可得滿分。 墻體火線零線答題圖4ABCD墻體火線零線答題圖5ABCD（06第十六屆復(fù)）五、(12分)有一種被稱作PTC的半導(dǎo)體材料，其電阻隨溫度的變化曲線如圖4所示。 (1)請(qǐng)你根據(jù)這條曲線分析，PTC材料的電阻值怎樣隨溫度的變化而改變? (2)請(qǐng)說(shuō)出這種材料的兩個(gè)可能的應(yīng)用實(shí)例。 (3)以其中的一個(gè)應(yīng)用為例，說(shuō)明它的正常工作過(guò)程和使用條件。答案：（1）當(dāng)PTC材料的溫度T處于（T0 - T1）時(shí)，隨著溫度的升高，其電阻減??； 當(dāng)PTC材料的溫度T處于（T1 T2）時(shí)，隨著溫度的升高，其電阻增大； 當(dāng)PTC材料的溫度T高于T2時(shí)，隨著溫度的升高，其電阻減??；

22、（1分）（2）用PTC材料可以制成電熱驅(qū)蚊器的發(fā)熱元件，也可以制成恒溫電暖器發(fā)熱元件。（3）以恒溫電暖器為例：當(dāng)用PTC材料制成的發(fā)熱元件通電后溫度T處于（T0 - T1）時(shí)，隨著溫度的升高，其電阻減小，因電壓不變，發(fā)熱功率P=U2/R增大，使溫度更快地升高； 當(dāng)發(fā)熱元件溫度T處于（T1 - T2）時(shí)，隨著溫度的升高，其電阻增大，因電壓不變，發(fā)熱功率P=U2/R減小，使溫度升高趨緩，并保持在（T1 - T2）之間的一個(gè)溫度不再上升；（2分）當(dāng)發(fā)熱元件溫度T高于T2時(shí)，隨著溫度的升高，其電阻減小，發(fā)熱功率進(jìn)一步增大，使溫度更快地升高，則將會(huì)燒壞發(fā)熱元件。 可見(jiàn)，用PTC材料制成的發(fā)熱元件的恒溫電

23、暖器，應(yīng)當(dāng)在環(huán)境溫度低于T2的條件下使用；否則會(huì)燒壞。 （07第十七屆）2小明要買一個(gè)電爐用來(lái)燒開(kāi)水，他到商店去選購(gòu)時(shí)看到有800W和1200W兩種規(guī)格，他想：800W的功率小，比較省電，打算買800W的。如果從節(jié)能的角度考慮，你認(rèn)為他的這種想法合理嗎，為什么?答案：使用電爐，消耗的是電能，是否省電，不能只看電功率的大小。假設(shè)不考慮熱量散失和其它能量損失，將同樣的一壺水從加熱到100需要吸收的熱量是相同的，消耗的電能也相同。只是用800W加熱的時(shí)候比用1200W的時(shí)間更長(zhǎng)一些。但是，實(shí)際上用電爐給水壺加熱的同時(shí)，也在散熱，由于使用800W電妒如熱的時(shí)間更長(zhǎng)，散失的熱量也就更多，所以要同樣加熱到

24、100，所需要的電能也會(huì)更多！故他的想法是不合理的。所以.在.用戶電度表允許承受的范圍內(nèi).，購(gòu)買電功率大一些的電爐更為合算。（第十七屆）四(8分)小明家新買了一條100W的電熱毯，他想用電流表和電壓表測(cè)量電熱毯的電阻值，于是連接了如圖9所示的實(shí)驗(yàn)電路。其中電源兩端的電壓為6V，Rx為電熱毯的電阻值，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為20。但實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，小明發(fā)現(xiàn)，不論怎樣調(diào)整滑動(dòng)變阻器觸頭P的位置，電壓表的示數(shù)幾乎不發(fā)生變化，且查得電路各處均連接無(wú)誤。請(qǐng)你分析一下產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是什么?若不更換實(shí)驗(yàn)器材，應(yīng)怎樣連接電路，才能在觸頭P滑動(dòng)過(guò)程中，有效地改變電熱毯兩端的電壓值。答案：在電路連接無(wú)誤的情況下，可

25、以對(duì)電路進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。當(dāng)觸頭滑至端時(shí)，電熱毯直接與電源相連.，其兩端的電壓U即為電源兩端的電壓，即U= 6V；當(dāng)觸頭P滑到端時(shí)，電熱毯與串聯(lián)后接在電源上，電熱毯與R共同分擔(dān)電源兩端的電壓。此時(shí)若R，則電熱毯兩端的電壓遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器兩端的電壓UR，即U，因此會(huì)發(fā)生不論如何調(diào)整觸頭的位置的位置，兩端電壓U幾乎不變的現(xiàn)象?？梢?jiàn)，小明實(shí)驗(yàn)中不能有效地改變電熱毯兩端的電壓值，是由于電熱毯的電阻遠(yuǎn)大于變阻器總電阻的緣故。在不更換實(shí)驗(yàn)器材的情況下，可以將電路連接成答圖所示的結(jié)構(gòu)。即在原電路所示的電路中，從滑動(dòng)變阻器的端向電源負(fù)極連一根導(dǎo)線， 這樣，當(dāng)P滑至a端時(shí)，=6V；當(dāng)滑至端時(shí)，被導(dǎo)線短路，。從向?qū)崿F(xiàn)

26、了R上的電壓值.由至6V的大范圍變化。(09第十九屆) 2小明學(xué)了家庭電路的知識(shí)后，在生活中更加注意觀察家用電器。他發(fā)現(xiàn)自己家洗衣機(jī)用的是三腳插頭，插頭上標(biāo)有一些符號(hào)和文字，如圖4所示。（l）請(qǐng)寫(xiě)出以下標(biāo)識(shí)或字符的含義： 10A250V E ； L ； N 。 （2）小明仔細(xì)觀察三只插腳，又有新的發(fā)現(xiàn)：標(biāo)有“E” 字的插腳比其他兩腳稍長(zhǎng)一些。他又查看了其他用電器的三腳插頭，也是這種情況。請(qǐng)你從安全用電的角度寫(xiě)出這樣制作的好處。答案： 此插頭允許通過(guò)的最大安全電流為 1 OA ，能夠承受的最大安全電壓為 250v ； 地線； 火線； 零線。 ( 2 ) 有只個(gè)要點(diǎn)： 接地插腳比其他兩腳稍長(zhǎng)一些，

27、這樣當(dāng)將插頭插入插座的瞬間，用電器的金屬外殼首先接地，然后用電器跟火線、零線連通； 而當(dāng)拔卜插頭時(shí)，用電器先與火線、零線斷開(kāi)，最后金屬外殼再與地線分開(kāi)。 保證在插入和拔下插頭的瞬間，即使用電器的外殼“漏電”，也不會(huì)使人觸電。（09第十九屆）3小琳家新安裝了一臺(tái)電熱水器，電熱水器的銘牌旁貼有右側(cè)所示的一段警示語(yǔ)。請(qǐng)你應(yīng)用學(xué)過(guò)的物理知識(shí)對(duì)這段警示語(yǔ)的必要性給予合理的解釋。答案：( l ）因日常用水不是純凈水、含有雜質(zhì)，會(huì)導(dǎo)電，濕手拔插電源插頭容易觸電。 ( 2 ）若水箱中無(wú)水，通電后熱水器的溫度會(huì)快速持續(xù)上升，直至損壞熱水器。 ( 3 ）在氣溫低于 O 的寒冷季節(jié)，長(zhǎng)時(shí)間停用熱水器，熱水器中的水會(huì)

28、因結(jié)冰而體積變大，容易脹破熱水器。（09第十九屆）6小明搬進(jìn)剛裝修完的新家，媽媽給他買了一個(gè)床頭燈，他將這個(gè)床頭燈插在床邊墻壁的插座上。晚上，小明在床上看書(shū)時(shí)，突然床頭燈熄滅了，過(guò)了一會(huì)兒，燈又亮了，這時(shí)他發(fā)現(xiàn)爸爸剛剛洗完澡從衛(wèi)生間走了出來(lái)。小明很好奇，親自去衛(wèi)生間打開(kāi)“浴霸”的燈，發(fā)現(xiàn)他床頭的燈又熄滅了；關(guān)閉“浴霸”的燈，床頭的燈又亮了。小明很想知道為什么他的床頭燈會(huì)出現(xiàn)這種“奇怪現(xiàn)象”，線路究竟出了什么問(wèn)題？ ( 1 ）請(qǐng)你畫(huà)出小明家裝修時(shí)連接浴霸燈與床頭插座（床頭燈）的電路圖，并應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析產(chǎn)生這一“奇怪現(xiàn)象”的原因 ( 2 ）如果不想讓上述“奇怪現(xiàn)象”出現(xiàn)，床頭燈的開(kāi)關(guān)能正?？刂拼?/p>

29、頭燈的亮滅，請(qǐng)畫(huà)出正確的電路圖。答案：( l ）裝修時(shí)墻壁內(nèi)的電路是錯(cuò)誤的，如圖答一 1 所示。當(dāng) lJ 生間“浴霸”燈的開(kāi)關(guān) S1 斷開(kāi)，床頭燈開(kāi)關(guān) S2閉合，“浴霸”燈 L 和床頭燈玩是串聯(lián)的，因?yàn)椤霸“浴睙襞c床頭燈的額定電壓相同，“浴霸”燈的額定電功率遠(yuǎn)大于床頭丈，的額定電功率，所以“浴霸 燈 燈絲電阻遠(yuǎn)， J 、于床頭丈 J 一燈、電阻，當(dāng)“浴霸”燈與床頭燈串聯(lián)時(shí)，“浴霸”燈的電功率將遠(yuǎn)小于床頭幻一的電功率，幾乎不發(fā)光，而床頭燈接近正常發(fā)光。 ( 2 ）如果不想讓上述奇怪現(xiàn)象出現(xiàn)，床頭燈的開(kāi)關(guān)能正常控制床頭燈的亮滅，正確的電路圖如圖答一 2 所示。四、計(jì)算題（91年第一屆）七、(6分)

30、近年來(lái)，我國(guó)每年從4月中到9月中實(shí)行夏時(shí)制，約150天。如果由此平均每天減少照明時(shí)間半小時(shí)，每戶照明用功率按80瓦算，一個(gè)有20萬(wàn)戶居民的城市由于實(shí)行夏時(shí)制，僅家庭照明一項(xiàng)，每年為國(guó)家節(jié)約多少電能?答案：1.2106kwh（91年第一屆） 八、(6分)有甲、乙、丙、丁四個(gè)標(biāo)有“l(fā)lOVIOOW”的燈泡，要把它們接在220伏特的電路中使用。圖(a)和圖(b)哪一種接法好?試說(shuō)明理由。答案：圖（a）好（92年第二屆）五、（6分）有一個(gè)理發(fā)用的電吹風(fēng)機(jī)，由于說(shuō)明書(shū)遺失，只知道它的額定電壓是220伏特，沒(méi)有其它數(shù)據(jù)。請(qǐng)你利用一般家庭用的電度表（銘牌上的數(shù)據(jù)如圖所示）和一只鐘表，設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)便方法，測(cè)定這

31、個(gè)電吹風(fēng)機(jī)的功率。要求：1寫(xiě)明測(cè)量步驟；2用字母代表所涉及的物理量，導(dǎo)出計(jì)算電功率的公式。答案：參考解答1測(cè)量步驟(l)將電度表所接其它用電器關(guān)閉，只接電吹風(fēng)機(jī)。(2)利用鐘表測(cè)量電吹風(fēng)機(jī)工作時(shí)電度表的圓盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)N轉(zhuǎn)所用的時(shí)間t（秒）。2導(dǎo)出計(jì)算電功率的公式以n表示每千瓦時(shí)的電表盤(pán)轉(zhuǎn)數(shù)，電吹風(fēng)機(jī)所耗電能W（焦耳）就是（93第三屆）八、（8分）樓道里的燈常常徹夜通明，因而極易損壞。給它串聯(lián)一個(gè)電阻后再接到電路里，雖然亮度略有降低，壽命卻可以大大延長(zhǎng)?，F(xiàn)在欲使“220V、25W”的燈炮在實(shí)際使用時(shí)消耗的功率約是額定功率的80，應(yīng)該串聯(lián)多大的電阻？這個(gè)電阻消耗的電功率是多大？答案：P實(shí)=P額80=25

32、0.8=20（瓦）電阻消耗的功率P阻=U阻I=23.20.1016=2.36（瓦）（94第四屆）五、（8分）電烙鐵使用前需要一定的預(yù)熱時(shí)間，因而若暫時(shí)不用也要接在電源上，這樣既費(fèi)電又會(huì)造成烙鐵頭氧化而不易沾錫。所以，有時(shí)采用如圖8所示電路，在暫不需要焊接時(shí)，斷開(kāi)S，使電烙鐵處于預(yù)熱狀態(tài)；當(dāng)需焊接時(shí)，閉合S，就能很快達(dá)到焊接溫度。現(xiàn)用“220V25W”的電烙鐵，若燈炮在預(yù)熱狀態(tài)時(shí)的電阻為800，則預(yù)熱狀態(tài)下電烙鐵消耗的功率為多少瓦？整個(gè)電路消耗的功率是電烙鐵正常工作時(shí)的百分之幾？答案：P1=12.5瓦；PP1=70.8%（94第四屆復(fù)）八、（7分）下面為照明電路中使用的電度表表面示圖；(1)說(shuō)明

33、表面上3000RkWh的含意。(2)若單獨(dú)接入一電爐，2分鐘內(nèi)電表盤(pán)轉(zhuǎn)了50轉(zhuǎn)，這個(gè)電爐的電功率是多大？(3)此電爐通電2小時(shí)放出了多少熱量？用了多少度電？_kWh01682單相電度表DD10 220V 5(10)A 50Hz3000R kWh_答案：(1)3000RkWh字樣表示電流每做1千瓦時(shí)的功，轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)3000轉(zhuǎn)。(2)電爐的電功率消耗的電能： W=Pt=0.52=1（度）或W=Pt=50023600=3.6106（焦）=1度答：這個(gè)電爐的電功率是500瓦特；通電2小時(shí)放出8.57105卡的熱量；用了1度電。（95第五屆）七、（8分）將一個(gè)標(biāo)有“220V400W”字樣的“熱得快”插入體

34、積為0.5升、初溫為20的水中，此時(shí)由于是用電高峰，實(shí)際電壓為210伏，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下經(jīng)過(guò)9分10秒將水加熱至沸騰，求“熱得快”燒水時(shí)的熱效率（不計(jì)電阻值隨溫度的變化）。答案：水吸收的熱量Q2=cml=1.0500(100-20)=40000（卡）=168000（焦）(3)（95第五屆）八、（7分）某家的電度表表盤(pán)如圖所示。室內(nèi)安裝了60瓦的電燈4盞，90瓦的電視機(jī)一臺(tái)，105瓦的音響一臺(tái)，另有一臺(tái)電冰箱，銘牌上的功率值看不清。為了測(cè)出這臺(tái)電冰箱的功率，先停止使用其它電器，然后將電冰箱接在電壓為220伏的電源上，開(kāi)機(jī)工作4分鐘，電度表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)13圈，請(qǐng)求出這臺(tái)電冰箱的功率值。如果這個(gè)家庭平均

35、每天使用電燈、音響、電視機(jī)各2小時(shí)，而冰箱有14的時(shí)間處于開(kāi)機(jī)工作狀態(tài)，則一個(gè)月（30天）耗電多少度？將月底的表盤(pán)數(shù)填入圖中。答案：電冰箱消耗電能W=13轉(zhuǎn)（1950轉(zhuǎn)千瓦時(shí)）=131950/(10003600)=24000(焦)(1)其它用電器總功率P其=n燈P燈+P視+P響=460+90+105=435（瓦）=0.435（千瓦）(3)一月消耗的電能W總=P其t其+P冰t冰（95第五屆復(fù)）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(shí)即可充電。充電電流在20毫安40毫安范圍內(nèi)比較適合。現(xiàn)有一個(gè)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

36、為100歐姆、510歐姆、1000歐姆、2200歐姆和6800歐姆的幾個(gè)電阻器供選用。請(qǐng)選擇適當(dāng)?shù)碾娮?，?gòu)成簡(jiǎn)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。1畫(huà)出電路圖（畫(huà)出兩節(jié)充電電池）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？答案：1因?yàn)橹绷麟娫吹妮敵鲱~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(gè)阻值適宜的電阻才能充電。其電路圖如下：兩節(jié)電池串聯(lián)時(shí)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：把U=36V和R=200歐姆、510歐姆分別代入上式，得：I=36010-3A、7010-3A、361

37、0-3A、1610-3A符合充電電流20mA40mA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)。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：答：充電電池短路時(shí)，電阻器消耗的電功率是1.3瓦特。（96第六屆）六、（7分）一般地說(shuō)，用電器的工作電壓并不等于額定電壓。家庭里通常不備電壓表，但借助電能表可以測(cè)出用電器的實(shí)際工作電壓?，F(xiàn)在電路中只接入一個(gè)電熱水壺，壺的銘牌和電能表的銘牌如圖7和圖8所示。測(cè)得電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)125轉(zhuǎn)的時(shí)間為121秒。求此時(shí)加在電熱壺上的實(shí)際電壓。答案：電熱水器的電阻R=32.2歐121秒所做的電功W=1.5105焦實(shí)際功率P=1240瓦

38、U=200伏(7)（97第七屆）五、（7分）小明家有一個(gè)標(biāo)有“220V，800W”的電爐，在額定電壓下用10分鐘能燒開(kāi)一壺水。一天他用這個(gè)電爐在相同環(huán)境下（空氣的溫度和壓強(qiáng)相同）燒開(kāi)同樣一壺水卻用了12分鐘，請(qǐng)你幫助小明算一算他家當(dāng)時(shí)的電源電壓約為多大。你在計(jì)算過(guò)程中使用了哪些近似條件？答案：兩種情況下水所獲得的熱量相等： (1) 又 (2) (3) 解出： （4）代入數(shù)據(jù)，得伏 （5）近似條件：電爐的電阻不隨溫度改變；熱量散失忽略不計(jì)（98第八屆）五、（8分）有一個(gè)瀑布，每分鐘有60米3的水從50米高處落下，想利用它建設(shè)小水電站。若水的機(jī)械能有70%轉(zhuǎn)化為電能，送電電壓為10000伏特，導(dǎo)線

39、上的電流是多少？（g=10牛頓/千克）答案：1分鐘內(nèi)勢(shì)能轉(zhuǎn)化成其他形式能的數(shù)值：Ep=Vgh2分勢(shì)能轉(zhuǎn)化的功率 Pp=Vght2分發(fā)電功率： Pe=0.7Vght1分代入數(shù)值，得： I=35安1分（98第八屆復(fù)）七、（13分）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(shuō)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？答案：（1）不能各取一只串聯(lián)使用。 （1分）60瓦燈的電阻 R1=201.7歐 （1分）25瓦燈的電阻 R2=484歐 （1分

40、）串聯(lián)后，25瓦燈的電壓為U2，根據(jù)串聯(lián)分壓， U2= （2分）代入數(shù)據(jù)，解得：U2=155伏，超過(guò)了燈的額定電壓。 （2分） （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： 。 （1分）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。（1分）（3）此時(shí)總功率為W=W1+W2=560瓦+1225瓦=600瓦。 （2分）（99第九屆）七、（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(shí)間約為4分鐘。電熱淋浴器有兩種設(shè)計(jì)，一種是淋浴時(shí)電流直接對(duì)于流動(dòng)的水加熱，另一種則備有水箱，待箱中的水加熱至合適的溫

41、度后再淋浴。加熱前的水溫以20計(jì)。請(qǐng)根據(jù)上面提供的數(shù)據(jù)論證，第一種設(shè)計(jì)不適合大多數(shù)家庭的供電電路。如果水箱中的水恰好夠一個(gè)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長(zhǎng)時(shí)間？答案：流量：f=10升分=1.6710-4米3秒溫差T=30用水時(shí)間t=4分=240秒水的比熱容c=4.2103焦（千克）水的密度=1.0103千克米3一定時(shí)間t內(nèi)電流的焦耳熱：Q1=IUt(1)這段時(shí)間內(nèi)水溫上升T所需的熱量：Q2=(ft)cT(2)假設(shè)焦耳熱全部用來(lái)使水升溫，則有Q1=Q2(3)解出代入數(shù)值，得I=96安(5)如果考慮到熱量散失，實(shí)際電流會(huì)比這個(gè)數(shù)值更

42、大，目前家庭電路所能承載的最大電流很少有超過(guò)10安培的，所以這種設(shè)計(jì)不適合家庭淋浴。水箱的水量m=t=40千克(6)使水箱中的水溫升至50所需的熱量：Q2=mcT(7)電流在時(shí)間t內(nèi)提供的焦耳熱：Q1=IUT(8)Q1=Q2(9)解出代入數(shù)值，得t=2.86103秒=48分(11)（99第九屆復(fù)）五、(1 5分)用10盞220 V、l00W的白熾燈每晚7：00到次日早6：00為一個(gè)地下過(guò)街通道照明原方案為始終將10盞燈并聯(lián)后接在220V的電源上為節(jié)約用電，小強(qiáng)設(shè)計(jì)了一個(gè)改進(jìn)方案：將10盞燈分為 A、B兩組，每組內(nèi)的5盞均為并聯(lián)每晚7：00-1 1：00將兩組燈并聯(lián)后接在220V的電源上；晚1

43、1：00至次日早6：00將兩組燈串聯(lián)后接在220 V的電源上 1請(qǐng)按小強(qiáng)設(shè)計(jì)的方案連接圖中所示電路：當(dāng)雙刀雙擲開(kāi)關(guān)S接在左側(cè)時(shí)兩組燈并聯(lián)后接在電源上；接在右側(cè)時(shí)兩組燈串聯(lián)后接在電源上 2已知串聯(lián)時(shí)每盞燈的電阻為并聯(lián)時(shí)電阻的2/3，按小強(qiáng)的方案，每天用多少度電?與原方案相比，每月(30天)節(jié)約多少度電?答案：1答案如圖 2(1)每晚7：001 1：00用電 W1=4千瓦時(shí) 兩組電燈串聯(lián)時(shí)每盞燈兩端的電壓變?yōu)轭~定電壓的一半，電阻變?yōu)樵瓉?lái)的23由p=U2/R知，每盞燈的功率不再是100瓦，而變?yōu)?75瓦 這樣，每天晚上11：00到次日早上6：00用電 W2=263千瓦時(shí) 每天共用電 W=W1+W2=4千瓦時(shí)+263千瓦時(shí)=663千瓦時(shí) 。 (2)10盞燈始終并聯(lián)接入電路，每天晚上1 1：00到次日早上6：00用電為 W=7千瓦時(shí) 每天多用電W=437千瓦時(shí) 每月可節(jié)電：437千瓦時(shí)30=131千瓦時(shí) （99第九屆復(fù)B) 三、（15分）由于冬季供暖系統(tǒng)發(fā)生故障，某房間內(nèi)溫度下降。小強(qiáng)在測(cè)量后發(fā)現(xiàn)，3小時(shí)內(nèi)溫度下降50C。后來(lái)臨時(shí)用電熱器供暖。耗電功率為2kw，電-熱轉(zhuǎn)換效率為80%，這時(shí)室內(nèi)溫度恰好保持不變，求室內(nèi)溫度降低10C時(shí)大約向外散熱多少。你在解決這個(gè)問(wèn)題時(shí)所做