初中科学电学综合计算题及解析.doc

34．（9分）有一种WSJ-60型号电热壶，其铭牌标志如图所示。现将一满壶20℃的水在额定电压下烧开需时5min,已知外界气压为1标准大气压，
水的比热容。C=4.2×103J/(kg·℃）求：
（1) 水吸收的热量。
（2）电热壶的效率。
(3）小明发现在用电高峰时烧开一满壶20℃的水
需时6min 3s，那么此时实际电压是多少？

35．(9分)人类从鸟类飞行得到启示发明了飞机，从鱼类游泳得到启示发明了潜艇。某大学两位研究生从蚂蚁身上得到启示，设计出“都市蚂蚁”概念车( 如右图所示), 获2009年全国汽车创新设计大赛最高奖项。这款概念车小巧实用，并可根据人数组合乘车舱，有利于缓解城市交通拥堵。
(1)如果“都市蚂蚁"车乘载两人后总质量为500kg，以5m／s的速度在城市中
行驶，“都市蚂蚁"车在运行过程中受到的阻力是总重的0.4倍，则发动机的
输出功率至少多大(g取10N／kg)?
(2)航模社的同学想将此概念车改进成“水陆两栖蚂蚁车"。若上述乘载两人的
概念车要在水面漂浮，且至少有三分之一的体积露出水面，则它的总体积至少
为多大(假设车内不进水)?

35．（9分）如图是一种煲汤用的电热锅工作原理图，其中温控器的作用是每当水沸腾后能自动断电一段时间。电热锅的部分参数如表中所示。
容积
4.5L
额定电压
220V
保温功率
80W
加热功率
500W

（1）三脚插头上标着E的导线和电热锅的 ▲ 相连，插座上相应的导线和 ▲ 相连。
（2）调节切换开关可以使电热锅处于“关、高温、自动、保温”四种工作状态，则原理图中的切换开关连接触点“ ▲ ”时为保温档。小明发现，当电热锅处于保温档正常工作时，不论加热多长时间，都不能使锅内的汤水沸腾，原因可能是 ▲ 。
（3）该电热锅处于高温档正常工作时，使4.5L的水温度升高54℃需要42min，那么电热锅的效率为多少？列式计算[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]

火线
火线
零线
零线
小刚的连接方式
小红的连接方式
36．（6分）在老师的指导下，小刚和小红通过实验探究“220V 60W”“和220V 15W”的白炽灯接到电路中哪个更亮。小刚的实验结论是“220V 60W”灯泡更亮，小红却得出了与小刚相反的结论。
（1）请在答题卡的虚线框内完成小刚和小红的电路连接。
（2）请通过计算来证明小红实验结论的成立。

35．（8分）．如图甲是小敏设计的一种“闯红灯违规证据模拟记录器”，用于拍照记录机动车辆闯红灯时的情景。
乙
180
120
60
F/N
R/Ω
0
4000
8000
12000
240
甲
控制电路
工作电路
光控开关
压敏电阻
R
电控照相机
指示灯
工作原理：当光控开关接收到某种颜色光时，开关自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力，它的阻值变化（变化规律如图乙所示）引起电流变化到一定值时，继电器的衔铁就被吸下；光控开关未受到该种光照射自动断开，衔铁没有被吸引，工作电路中的指示灯发光。已知控制电路电压为6V，继电器线圈电阻10Ω，当控制电路中电流大于0.06A时，衔铁被吸引。g取10 N/kg

(1)要记录违规闯红灯的情景，光控开关应在接收到红光时，自动 ▲ （选填闭合、断开）。
（2）请把图中的电磁继电器用方框标出。
（3）质量大于多少的车辆违规时才会被拍照记录？
（4）在不改换电磁继电器的情况下，要使质量较小的车闯红灯也能被拍下，可采取什么样的措施？
36．（10分）如图所示是某电热器的工作原理图，R1、R2是发热电阻，虚线框为电热器的金属外壳.它用一个旋转开关可以实现电热器多档位工作的要求.其中旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的左边缘依次有4个金属触点①、②、③、④，右边缘是一金属板，可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左边缘相邻的两个触点与右边缘的金属板同时连通.如旋到图中位置S时，金属滑片将1、2两触点同时与右边缘金属板接通.
（1）如果请你为这台电热器配备一个三脚插头，如图乙所示，应该将电路图中的地线接到插头的　▲ （选填“G”、“L”或“N”）脚.正常情况下，火线和零线之间的电压为___▲____V.
（2）小明想在电路中加一个“倾倒开关”，使电热器被碰倒时能自动断开电路，以免引起火灾.该开关最好应安装在示意图中A、B、C、D、E中的 ▲ _点处.
（3）如果 R1＝R2，旋钮开关旋到位置S时的电功率为1000W，求R1和R2的阻值．
（4）当旋钮开关旋到位置T时，通电1 min产生的热量是多少？
导 线 规 格
导线横截面积S/mm2
0．5
1
1.5
2.5
安全载流量I/ A
4
8
12
20
图甲
图乙
绝缘圆盘
金属滑片
（5）某种橡皮绝缘铜芯导线在常温下安全载流量（长时间通电时的最大安全电流）如下表，请你计算说明应选横截面积为多大的铜芯导线作为该电热器的输出导线，才符合既适用又经济的原则？

34.（9分）电压力锅集高压锅和电饭锅的优点于一体，既
安全又节能。某型号电压力锅的额定电压为220V，右图
是其工作原理图，R1、R2分别是主加热器和保压加热器，
R1的额定功率为800W；L是用来指示电压力锅工作状态
的变色发光二极管，当通过它的电流小于40 mA时，发
红光，达到40mA时，开始发绿光，只要有电流通过L其
两端电压就恒为2V；R0是特殊电阻，其阻值随锅内温度变化而改变；接通电路，开关S自动
与触点a、b闭合，开始加热，当锅内水温达到105℃时，S自动与a、b断开，并与触点c接
通，开始保压，此时锅内水温不变，且未沸腾。
(1)电压力锅正常工作时，若指示灯L发绿光，求R0的最大阻值。
(2)在保压状态下，加热器正常工作1h耗电0.2kWh，求R2的阻值。
(3)用该压力锅对5 L、20℃的水加热，正常工作35min后，求水温升高到多少摄氏度?已知消耗的电能有90％被有效利用，水的比热容为4.2×103J／(kg·℃)。

36．（4分）PTC是一个根据需要设定的温度，高于这个温度时，其电阻随温度的升高而增大，我们把这个设定的温度叫“居里点温度”。用PTC材料制成的电器具有发热、控温双重功能，应用十分广泛。某同学利用PTC电阻设计了一个“过热自动报警器电路”：将PTC电阻安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，指示灯亮；当环境温度超过PTC电阻的居里点温度时，由于电阻变化，导致电磁铁磁性减弱，使警铃响。请帮他将下图所示的电路连接完整。

37．（8分）2010年，举世瞩目的上海世博隆重召开．借着上海世博会大力推进环保、节能、减排的东风，上海很多市民已经骑上了以锂电池驱动的电动自行车，作为日常出行的交通工具．下表为某型号电动自行车的部分参数．
整 车[
整车质量
40kg
最高车速
≤30km/h
最大噪声
≤62dB
蓄电池
电 压
48V
容 量
12A.h
电动机
额定电压
48V
额定功率
240W
（1）当一质量为60Kg的人骑着该电动自行车以最高时速在水平路上匀速行驶时，两轮胎与地面接触面积为1.0×10-2m2．那么车对地面的压强多大？半小时能行驶多远？
（2）若电动机线圈的电阻为4.8Ω，在这段平直路段上，电动自行车刚好以额定功率匀速行驶，则这段时间内电流通过线圈产生的热量是多少？若全程以额定功率匀速行驶，一次充满电，最多可以行驶多少时间？

图1
36.（8分）近年来，在宾馆、厂矿、医院、学校等单位使用全自动不锈钢电热开水器（外型如图1所示）越来越普遍。原因是它具有自动控水、自动测温、自动控温、热效率高、安全卫生、使用方便等优点。某电热开水器说明书上的铭牌如下表：
功率
2kw

容量
22.6升
额定电压
220V

水咀数
1
重量
16kg

外形尺寸（cm）
42×29×69.5

图2 图3 图4
它的机械部分结构如图2所示，当容器内水面上升时，浮力球也随之上升，通过连杆推动活塞向左活动（如图3），当水位到达一定位置时，活塞关闭进水口，停止进水；当容器内水量不足时，水面下降，浮力球随之下降，连杆带动活塞向右运动，进水口打开，向容器内进水。
（1）根据所给数据，你知道该电热开水器电热管的电阻值大约为 ？
（2）若电热开水器热转换效率为50%，那么该电热开水器在正常工作的情况下，把一个容量的20℃的水烧开，需要 秒？（设容器内的气压为1个标准大气压）；
（3）某次电路中只有该电热开水器工作的情况下，小明发现电热开水器所在电路中标有3000r/kwh的电能表在10min时间内转过了1020转，请你据此计算出电热开水器的实际功率是 ；
（4）若在进水口处水的压强为4×104Pa，活塞的横截面积为3.0×10－4m2，且当活塞正好堵住进水口时，连接活塞与浮力小球的边杆与水平面的夹角为45°（如图4所示）。若已知连杆支点上下长度之比为1∶3，不计连杆、浮力小球的重及及摩擦，则浮力小球的体积最小为多少？（g取10N/kg）

35.（8分）“5·12”坟川大地震发生后，常州常发集团向灾区人民捐赠一批柴油发电机．这种柴油发电机的工作原理为：以风冷四冲程直喷式柴油机为动力系统，带动发电机发电，该柴油发电机说明书的部分内容如表所示．现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，如图所示．发电机到安置区的距离是400m,输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型导线单位长度的电阻为2.5×10-4Ω／m.安置区家用电器的总功率为44kW,当这些家用电器都正常工作时，求：
(1)输电线路中的电流多大？
(2)输电线路损失的电功率多大？
(3)发电机实际输出电压多大？
(4)该柴油发电机工作过程中，每小时消 耗18kg柴油，柴油完全燃烧产生的内能转化为发电机输出电能的效率是 多少？（柴油热值是3.3 X 107J/kg)

36.（9分） 根据国际泳联规定，泳池的水温应控制在25℃到27℃.北京奥运会中“水立方”彰显“科技奥运”理念，引进科技手段，将水温精确地控制在人体最适宜的26.5℃到26.9℃之间。如图甲是泳池水温自动控制电路，其中热敏电阻作为感应器探测水温，其阻值与温度之间满足关系：R＝－5t＋500（0℃＜t＜50℃）,定值电阻R0的阻值为4Ω，R为加热水温的发热电阻，衔铁只有在不小于5N吸引力的作用下才能动作。电磁铁产生的吸引力与电磁铁中电流的关系如图乙所示。
（1）在给池水加热的过程中，发热电阻在2分钟内给池水提供了1.2×1010J的热量，则工作电路中发热电阻R的功率应为多少？
（2）为了把温度控制在26.5℃到26.9℃之间，设定在水温低于26.8℃时自动加热，在水温达到26.8℃时停止加热，则控制电路中电源电压U0应为多少？（电磁铁电阻不计）
（3）为了便于工作人员观察发热电阻是否在加热，请你在图中画出改进电路，并说明发热电阻是否在加热的判断方法。

34．（9分）（3分）
（3分）
（3分）

35．（9分）(1)10000W (2) 0.75m3
35．（9分第（1）、（2）小题每空1分，计4分，第（3）小题5分）
（1）用电器的金属外壳 地线
（2）3 发热体产生的热量小于或等于散失的热量（或“保温功率小于或等于散热功率”）
（3）
36． （6分，第（1）小题2分，每图1分；第（2）小题4分）
（1）

（2）两灯泡串联，通过两灯泡的电流相等；经计算，60W灯泡的电阻小于15W灯泡的电阻；根据P=I2R可知15W灯泡的实际功率较大，即15W的灯泡更亮。
35、（1）闭合 1分
（2） 2分
甲
控制电路
工作电路
光控开关
压敏电阻
R
电控照相机
指示灯
（3）由得
1分
R=R总-R线=100Ω-10Ω=90Ω
从图乙可知，这时压敏电阻受到的压力F=4000N
G=F
G=4000N 1分 由G=mg得： 1分
（4）增大控制电路电源电压或调换同样压力下电阻小的压敏电阻 2分
36．（10分）（1）G(1分) 220 (1分)
（2）A(1分)
（3）当旋钮开关旋到位置S时， R2被短路
R1＝R2 ＝==48.4Ω (2分)
（4）当旋钮开关旋到位置T时，R1与 R2串联
Q= =
=3×104J (1分)
（5）电热器工作时的最大电流： （1分）
由表可知，应选横截面积为1mm2的导线 （1分）
34.（9分） (1) 5450欧姆 (2) 242欧姆 (3) 105摄氏度
36．（4分）

37．（8分）（1）1×105帕 15千米
（2）2．16×105J 2。4小时
36.（8分）（1）24.2欧，（2）7593.6 （3）2040 W（4）0.0004立方米
35.（8分）（1）200A （2分） （2）8*103w（2分） （3）260v （4）31.5%
36.（9分，每空3分）⑴366欧 ⑵ 37v （3）并联发光二极管，并说明
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