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(2011全国初中应用物理知识竞赛初赛)用传感器进行自动控制时,常常要用到继电器,某光敏电阻的阻值R与光强E的关系如下左图所示。试用笔划代替导线在右下图中设计一个用光电敏电阻来控制路灯的实验电路图,要求:光暗时灯亮,光亮时灯熄,可供选择的仪器如下:光敏电阻、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等。



【解析】由题目给出的光敏电阻的阻值R与光强E的关系图像可知,光暗时电阻大,光亮时电阻小。可将光敏电阻、保护电阻、电源及开关串联后与继电器中的电磁铁线圈a、b连接,构成闭合电路。由于光暗时电阻大,可将路灯电路的c段与继电器的动触点连接,d端与继电器的上面静触点连接,这时路灯亮。光亮时,光敏电阻阻值小,电磁铁中电流大,磁性强,吸引动触点向下,路灯电路断开。

【答案】用光电敏电阻来控制路灯的实验电路图如图2-J所示。

【名师点评】此题以自动控制路灯电路设计切入,考查继电器原理、电路连接、光敏电阻的阻值R与光强E的关系图像的分析、欧姆定律等知识点。


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(2007上海初中物理知识竞赛复赛题)修理家用电器时需要一只4.75kΩ的电阻,但手头只有l0kΩ、8kΩ、500Ω、300Ω的电阻各两个。请从现有的电阻中选择若干电阻得到最接近所需要的电阻值。在右方虚线框中画出电路图,并标明个电阻的阻值。得到的电阻阻值为       

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(2013全国初中应用物理知识竞赛预赛题)图l8是测定小灯泡额定功率的实物连接图,其中电源是三节新的干电池,灯泡的额定电压是3.8V,其灯丝电阻约为l0Ω,滑动变阻器上标有“l0Ω lA”的字样。

(1)请你用笔画线代替导线将电路中未连接的部分连好,使它成为完整的实验电路。

(2)小刚合理地连接好电路,并按正确的顺序操作,但闭合开关后灯不亮,聪明的小刚猜想: A.可能是灯丝断了

B.可能是电流表断路

C.可能是小灯泡短路

D.可能是滑动变阻器断路

猜想

电流表示数/A

电压表示数/V

如果A成立

如果D成立

请你借助图中的电流表和电压表验证小刚的猜想,将电流表、电压表的示数填人上表。

(3)假如电压表0—15V量程已损坏,小刚仍想测出小灯泡的额定功率,请你将小刚设计的电路图画在右边的方框内。

(4)按小刚新设计的电路图调节滑动变阻器,使电压表示数达到 V时,小灯泡就正常发光.此时电流表示数如图l9所示,则小灯泡的额定功率是 W。

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(2006重庆初中物理竞赛题)对通电螺旋管的认识,正确的是(  )

A.它周围的磁场与蹄形磁铁相似     B.它的磁场方向与电流方向无关

C.在它中间加上铁芯,磁场会增强   D.它的磁场强弱与电流大小无关

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(2008全国初中应用物理知识竞赛题)图6所示为种环保型手电筒,筒内没有电池。使用时,只要来回摇晃手电筒,使永磁体在手电筒中的两个橡胶垫之间来回运动,灯泡就能发光。而且来回摇晃的越快,灯泡越亮。这种手电筒能发电的依据是__________原理,这个原理是英国科学家_______发现的。

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(2008全国初中应用物理知识竞赛复赛)小明利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路,如图1所示。其中“交流电源”是恒温箱加热器的电源(加热器在恒温箱内,图中未画出);R1处于恒温箱内,图2是小明通过实验测得的R1的阻值随温度变化的关系曲线;电磁继电器的电源两端电压U = 6 V,电磁继电器线圈的电阻可不计,通过实验测得当电流为30mA时,电磁继电器的衔铁被吸合。

(1).请简述此恒温箱的工作过程。

(2).为什么恒温箱的加热器应该接在AB端,而不能接在CD端?

(3).如果要使恒温箱内预设的温度可调节范围是90℃~150℃,可供选择的可变电阻器R2的电阻值有如下的几种:

A.0~100Ω B.0~200Ω C.0~1000Ω D.0~1500Ω

请问应选择哪一个可变电阻器?为什么?

(4).小明设计的这个控制电路,使用起来有何不足之处?请你提出一种解决的方案。

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图2所示的用电器中,工作时主要将电能转化为机械能的是

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利用太阳能电池在太阳光照射下发电叫光伏发电。安阳市启动了“光伏工程”示范项目,在某中学的教学楼顶安装了总功率为20kW的光伏发电系统。

(1)光伏发电系统发电时,_____能转化为_____能。

(2)一天的有效光照时间按8h计算,该光伏发电系统一天共发电多少千瓦时?

(3)该光伏发电系统一天的发电量,如果由热电转换效率为30%的热电厂来完成,需要燃烧多少千克煤?(煤的热值q煤=3.0×107J / kg )

(4)请写出一条光伏发电的优点。

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(2009年全国初中应用物理知识竞赛)图1所示为一种太阳能照明灯,太阳能电池板供1只“220 V 40W”的电子节能灯工作。若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为0.3 m2,地球上该处与太阳光垂直的表面接收的太阳辐射能约为7.2 ×104J/(min·m2),太阳光照一天,恰好可供电子节能灯工作10 h。假设太阳光一直垂直照射太阳能电池板,且不考虑天气影响,每天以8 h计算。求:

(1).太阳能照明灯利用太阳能的效率大约是多少?

(2).若200 W的白炽灯与这种40 W的电子节能灯的发光效果相当。请你根据下表中数据计算说明:按目前价格使用这种太阳能照明灯与使用这种白炽灯相比在经济上是否有优势?(灯每天工作10 h,一年按365天计算)

额定电压/V

额定功率/W

平均寿命

每只售价/元

每度电费/元

白炽灯

220

200

1000小时

2.0

0.5

电子节能灯

220

40

8000小时

20

太阳能电池板

20年

1500

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