电学考题归类

1. 考查电路的特点

例1  下列说法中正确的是（    ）

A. 电流是带电粒子的运动              B. 电路中有电流，一定有电源

C. 电路中有电源，一定有电流          D. 电源是消耗电能的装置

【解析】电流是由带电粒子的定向移动形成的，如果带电粒子杂乱无章地运动，就不能形成电流，故选项A错误；电源是电流形成的必要条件，不是惟一条件，电路中要有电流，必须具备两个条件：一是要有电源，二是电路闭合，故选项C错误，B正确；电源的作用是在电路中提供电能，而不是消耗电能，消耗电能的是用电器。故选B。

2. 考查串联和并联电路

例2  关于图1所示电路的说法中，正确的是（    ）

A. 若都闭合时，则并联

B. 若都闭合时，则串联

C. 若断开，都闭合时，则串联

D. 若断开，都闭合时，则并联

图1

【解析】由图中可以看出不能同时闭合，那样会造成电源短路而烧坏电源，所以选项A、B均是错误的；当断开，闭合时，电路中只有接入电路，被短路，所以选项C错误；只有断开，闭合时，电流分为两路，一路流过，另一路流过中的电流汇合再经过回到电源的负极，从而构成并联电路。故正确答案是D。

说明：本题考查的知识点是识别串、并联电路，考查通过开关的闭合与断开对电路中用电器连接所产生的影响。解答此类题的关键是正确地画出等效电路图，辨析出电路的连接情况。解题出错的原因是对电路不会等效简化，分不清电路的连接方式。

3. 考查电表的正确使用

例3  如图2所示，开关S闭合后，小灯泡均正常工作，则下列说法中正确的是（    ）

A. 甲、乙都是电压表              B. 甲、乙都是电流表

C. 甲是电流表，乙是电压表        D. 甲是电压表，乙是电流表

图2

【解析】开关S闭合后，小灯泡均正常工作，说明小灯泡的连接方式可能是串联，也可能是并联。但的右端和的右端直接连在电源的正极上，因此，若串联，则导线就会将和乙短路，故只能并联，不可能是串联。的左端应连接在一起，故甲为电流表，因为若甲为电压表，则由于电压表视为开路，左端无法正常接入电源的负极，无法正常发光。由于乙表左端接在电源正极上，右端通过甲表接电源负极，则乙表应为电压表。故选C。

说明：熟悉电流表和电压表的正确使用是解决此类问题的关键。切记：电流表相当于一根导线，只能与被测用电器串联；电压表相当于断开的开关，接入电路与不接入电路对电路没有影响。

4. 考查电路故障的分析

例4  如图3所示，闭合开关，两灯都不亮，电流表指针几乎未动，而电压表指针有明显偏转，则该电路的故障可能是（    ）

A. 电流表坏了或未接好            B. 从a经L1到b的电路中有断路

C. L2灯丝烧断或灯座未接好    D. 电压表和L1、L2都坏了

图3

【解析】若电流表坏了或未接好和L2灯丝断了或灯座未接好，则整个电路断路，此时两灯都不亮，电压表也断开，指针应在0，这与题意矛盾，故选项A、C均错误。若电压表和L1、L2都坏了，则电压表处于断开状态，因此指针不会偏转，故选项D也是错误的。若从a经L1到b的电路中有断路，则a－V－b这一支路与电流表和灯L2串联在电源两端，由于电压表内阻很大，所以几乎没有电流，电流表指针几乎不动，此时电压表相当于直接并联在电源两端，因此指针有明显偏转，且示数等于电源电压，故选项B正确。

说明：在分析有电压表和电流表的电路故障时，首先要识别电路类型，同时要抓住两个电表的使用规则和各自的特点进行综合分析。

5. 考查影响电阻大小的因素

例5  在做“研究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验时，为了便于研究而采用控制变量法，即每次须挑选两根合适的导线，分别测出它们的电阻，然后进行比较，最后得出结论（数据见下表）

（1）为了研究导体的电阻与长度的关系，应选用导线C和___________（填写代号）；

（2）为了研究电阻与导体材料的关系，应选用___________两根导线进行实验；

（3）如果选用A和D两根导线进行实验，则是为了研究导线的电阻与___________的关系。

【解析】导体的电阻与导体的长度、材料、横截面积、温度有关。（1）要研究导体的长度与电阻的关系，则要控制材料、横截面积相同，长度不同。从表中可以选出镍铬丝，因为题中已给出C，所以只能选F；（2）要研究电阻与导体材料的关系，要控制长度、横截面积相同，材料不同。根据表中所给数据，选择长为0.5m，横截面积为1.2mm2的镍铬丝和铝，即F和G；（3）A和D的长度均是1.0m，材料都是铁，但A的横截面积为3.0mm2，D的横截面积为0.8mm2，即长度、材料相同，横截面积不同，因此这是为了研究导体的电阻与横截面积的关系。

答案：（1）F  （2）F、G       （3）横截面积

说明：在分析从某两组数据中可得出什么结论时，必须观察这两组数据中哪些量是相同的，哪些量是不同的，相同的量就是实验中要控制的相同条件，不同的量就是要研究的关系。这种由控制变量法得到的实验数据并总结出实验结论（物理规律）时，关键是要理解控制变量法研究问题的思想方法。

6. 考查滑动变阻器的连接和应用

例6  如图4所示，电源两端的电压一定，开关S1闭合，S2断开，如果使电压表和电流表的示数均增大，则下列操作中一定可行的是（    ）

A. 滑动变阻器的滑片P向右移

B. 滑动变阻器的滑片P向左移

C. 滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S2

D. 滑动变阻器的滑片P不动，断开S1

图4

【解析】当S1闭合，S2断开时，电路中R1与R2串联，电压表V测R2两端电压，要使两表的示数都变大，对照四个选项分析：选项A中滑片P向右移动时，R2变大，电流变小，故选项A错误；选项B中滑片P向左移动时，R2变小，电流变大，R1两端电压也变大，那么R2两端电压变小，故选项B错误；选项C中滑片P不动，闭合开关S2，电阻R1被短路，电路中电阻变小，故电流变大，R2两端电压即为电源电压，电压表V的示数变大，故选项C正确；选项D中断开开关S1，电路断开，电流表A示数为0，故选项D错误。故选C。

说明：解答类似题目，首先必须分析电路的连接情况，然后由滑片的移动，判断电阻的变化，进而分析电流的变化、部分导体两端电压的变化。

7. 考查电流跟电压、电阻的关系

例7  阅读短文，并回答短文后的问题

在“探究电流与电压、电阻的关系”的过程中，一些同学作出了以下猜想：

猜想A：加在电阻两端的电压越大，通过的电流越小；

猜想B：加在电阻两端的电压越大，通过的电流越大；

猜想C：加在电阻两端的电压增大，通过的电流不变。

为了验证上述猜想是否正确，小明用定值电阻和一个电压恒定的电源及有关的实验器材，设计了电路，并按实验要求分别测出有关的物理量。

（1）为了完成该实验，需要的测量仪表是____________、____________。

（2）请你画出能验证上述猜想的实验电路图。

（3）下表是小明在实验中测出的数据，R为定值电阻，阻值分别为20Ω、10Ω和5Ω，U是电阻R两端的电压，I是通过电阻R的电流。通过分析比较实验序号____________的数据，可知猜想____________是正确的（填“A”、“B”或“C”）。

（4）通过分析比较以上数据，你还发现了________________________。

【解析】（1）在实验中，控制电阻R不变，改变导体两端的电压，记录每次通过导体的电流；或控制导体两端的电压不变，改变导体的电阻，记录每次通过导体的电流。题目中已给定了定值电阻和一个电压恒定的电源及有关的实验器材，还需要电压表和电流表。

（2）在电路连接中要通过改变滑动变阻器连入电路中的阻值，来改变电路中的电流和改变导体两端的电压。利用上述器材可画出如图5所示的电路图。

（3）猜想中是控制导体的电阻不变，探究通过导体中的电流跟加在导体两端的电压的关系。分析表中的序号1、2、3（或4、5、6或7、8、9）数据可知：在电阻一定的情况下，导体中的电流跟导体两端的电压成正比。即加在电阻两端的电压越大，通过的电流也越大。由此可知，猜想B是正确的。

（4）分析表中序号1、4、7（或2、5、8或3、6、9）的数据可知：在电压不变的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比，即电压相同时，电阻越大，电流越小。

答案：（1）电流表     电压表      （2）如图5所示     （3）1、2、3或4、5、6或7、8、9 B       （4）电压相同时，电阻越大，电流越小。

图5电学考题归类

1. 考查电路的特点

例1  下列说法中正确的是（    ）

A. 电流是带电粒子的运动              B. 电路中有电流，一定有电源

C. 电路中有电源，一定有电流          D. 电源是消耗电能的装置

【解析】电流是由带电粒子的定向移动形成的，如果带电粒子杂乱无章地运动，就不能形成电流，故选项A错误；电源是电流形成的必要条件，不是惟一条件，电路中要有电流，必须具备两个条件：一是要有电源，二是电路闭合，故选项C错误，B正确；电源的作用是在电路中提供电能，而不是消耗电能，消耗电能的是用电器。故选B。

2. 考查串联和并联电路

例2  关于图1所示电路的说法中，正确的是（    ）

A. 若都闭合时，则并联

B. 若都闭合时，则串联

C. 若断开，都闭合时，则串联

D. 若断开，都闭合时，则并联

图1

【解析】由图中可以看出不能同时闭合，那样会造成电源短路而烧坏电源，所以选项A、B均是错误的；当断开，闭合时，电路中只有接入电路，被短路，所以选项C错误；只有断开，闭合时，电流分为两路，一路流过，另一路流过中的电流汇合再经过回到电源的负极，从而构成并联电路。故正确答案是D。

说明：本题考查的知识点是识别串、并联电路，考查通过开关的闭合与断开对电路中用电器连接所产生的影响。解答此类题的关键是正确地画出等效电路图，辨析出电路的连接情况。解题出错的原因是对电路不会等效简化，分不清电路的连接方式。

3. 考查电表的正确使用

例3  如图2所示，开关S闭合后，小灯泡均正常工作，则下列说法中正确的是（    ）

A. 甲、乙都是电压表              B. 甲、乙都是电流表

C. 甲是电流表，乙是电压表        D. 甲是电压表，乙是电流表

图2

【解析】开关S闭合后，小灯泡均正常工作，说明小灯泡的连接方式可能是串联，也可能是并联。但的右端和的右端直接连在电源的正极上，因此，若串联，则导线就会将和乙短路，故只能并联，不可能是串联。的左端应连接在一起，故甲为电流表，因为若甲为电压表，则由于电压表视为开路，左端无法正常接入电源的负极，无法正常发光。由于乙表左端接在电源正极上，右端通过甲表接电源负极，则乙表应为电压表。故选C。

说明：熟悉电流表和电压表的正确使用是解决此类问题的关键。切记：电流表相当于一根导线，只能与被测用电器串联；电压表相当于断开的开关，接入电路与不接入电路对电路没有影响。

4. 考查电路故障的分析

例4  如图3所示，闭合开关，两灯都不亮，电流表指针几乎未动，而电压表指针有明显偏转，则该电路的故障可能是（    ）

A. 电流表坏了或未接好            B. 从a经L1到b的电路中有断路

C. L2灯丝烧断或灯座未接好    D. 电压表和L1、L2都坏了

图3

【解析】若电流表坏了或未接好和L2灯丝断了或灯座未接好，则整个电路断路，此时两灯都不亮，电压表也断开，指针应在0，这与题意矛盾，故选项A、C均错误。若电压表和L1、L2都坏了，则电压表处于断开状态，因此指针不会偏转，故选项D也是错误的。若从a经L1到b的电路中有断路，则a－V－b这一支路与电流表和灯L2串联在电源两端，由于电压表内阻很大，所以几乎没有电流，电流表指针几乎不动，此时电压表相当于直接并联在电源两端，因此指针有明显偏转，且示数等于电源电压，故选项B正确。

说明：在分析有电压表和电流表的电路故障时，首先要识别电路类型，同时要抓住两个电表的使用规则和各自的特点进行综合分析。

5. 考查影响电阻大小的因素

例5  在做“研究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验时，为了便于研究而采用控制变量法，即每次须挑选两根合适的导线，分别测出它们的电阻，然后进行比较，最后得出结论（数据见下表）

（1）为了研究导体的电阻与长度的关系，应选用导线C和___________（填写代号）；

（2）为了研究电阻与导体材料的关系，应选用___________两根导线进行实验；

（3）如果选用A和D两根导线进行实验，则是为了研究导线的电阻与___________的关系。

【解析】导体的电阻与导体的长度、材料、横截面积、温度有关。（1）要研究导体的长度与电阻的关系，则要控制材料、横截面积相同，长度不同。从表中可以选出镍铬丝，因为题中已给出C，所以只能选F；（2）要研究电阻与导体材料的关系，要控制长度、横截面积相同，材料不同。根据表中所给数据，选择长为0.5m，横截面积为1.2mm2的镍铬丝和铝，即F和G；（3）A和D的长度均是1.0m，材料都是铁，但A的横截面积为3.0mm2，D的横截面积为0.8mm2，即长度、材料相同，横截面积不同，因此这是为了研究导体的电阻与横截面积的关系。

答案：（1）F  （2）F、G       （3）横截面积

说明：在分析从某两组数据中可得出什么结论时，必须观察这两组数据中哪些量是相同的，哪些量是不同的，相同的量就是实验中要控制的相同条件，不同的量就是要研究的关系。这种由控制变量法得到的实验数据并总结出实验结论（物理规律）时，关键是要理解控制变量法研究问题的思想方法。

6. 考查滑动变阻器的连接和应用

例6  如图4所示，电源两端的电压一定，开关S1闭合，S2断开，如果使电压表和电流表的示数均增大，则下列操作中一定可行的是（    ）

A. 滑动变阻器的滑片P向右移

B. 滑动变阻器的滑片P向左移

C. 滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S2

D. 滑动变阻器的滑片P不动，断开S1

图4

【解析】当S1闭合，S2断开时，电路中R1与R2串联，电压表V测R2两端电压，要使两表的示数都变大，对照四个选项分析：选项A中滑片P向右移动时，R2变大，电流变小，故选项A错误；选项B中滑片P向左移动时，R2变小，电流变大，R1两端电压也变大，那么R2两端电压变小，故选项B错误；选项C中滑片P不动，闭合开关S2，电阻R1被短路，电路中电阻变小，故电流变大，R2两端电压即为电源电压，电压表V的示数变大，故选项C正确；选项D中断开开关S1，电路断开，电流表A示数为0，故选项D错误。故选C。

说明：解答类似题目，首先必须分析电路的连接情况，然后由滑片的移动，判断电阻的变化，进而分析电流的变化、部分导体两端电压的变化。

7. 考查电流跟电压、电阻的关系

例7  阅读短文，并回答短文后的问题

在“探究电流与电压、电阻的关系”的过程中，一些同学作出了以下猜想：

猜想A：加在电阻两端的电压越大，通过的电流越小；

猜想B：加在电阻两端的电压越大，通过的电流越大；

猜想C：加在电阻两端的电压增大，通过的电流不变。

为了验证上述猜想是否正确，小明用定值电阻和一个电压恒定的电源及有关的实验器材，设计了电路，并按实验要求分别测出有关的物理量。

（1）为了完成该实验，需要的测量仪表是____________、____________。

（2）请你画出能验证上述猜想的实验电路图。

（3）下表是小明在实验中测出的数据，R为定值电阻，阻值分别为20Ω、10Ω和5Ω，U是电阻R两端的电压，I是通过电阻R的电流。通过分析比较实验序号____________的数据，可知猜想____________是正确的（填“A”、“B”或“C”）。

（4）通过分析比较以上数据，你还发现了________________________。

【解析】（1）在实验中，控制电阻R不变，改变导体两端的电压，记录每次通过导体的电流；或控制导体两端的电压不变，改变导体的电阻，记录每次通过导体的电流。题目中已给定了定值电阻和一个电压恒定的电源及有关的实验器材，还需要电压表和电流表。

（2）在电路连接中要通过改变滑动变阻器连入电路中的阻值，来改变电路中的电流和改变导体两端的电压。利用上述器材可画出如图5所示的电路图。

（3）猜想中是控制导体的电阻不变，探究通过导体中的电流跟加在导体两端的电压的关系。分析表中的序号1、2、3（或4、5、6或7、8、9）数据可知：在电阻一定的情况下，导体中的电流跟导体两端的电压成正比。即加在电阻两端的电压越大，通过的电流也越大。由此可知，猜想B是正确的。

（4）分析表中序号1、4、7（或2、5、8或3、6、9）的数据可知：在电压不变的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比，即电压相同时，电阻越大，电流越小。

答案：（1）电流表     电压表      （2）如图5所示     （3）1、2、3或4、5、6或7、8、9 B       （4）电压相同时，电阻越大，电流越小。

图5

说明：“探究电流与电压、电阻的关系”的实验是研究欧姆定律的基本实验。在实验方法上采用的是控制变量法。第一步是控制电阻不变，研究电流与电阻的关系；第二步是控制电压不变，研究电流与电阻的关系。该类题是历年中考的热点，平时复习时应多加强训练。

说明：“探究电流与电压、电阻的关系”的实验是研究欧姆定律的基本实验。在实验方法上采用的是控制变量法。第一步是控制电阻不变，研究电流与电阻的关系；第二步是控制电压不变，研究电流与电阻的关系。该类题是历年中考的热点，平时复习时应多加强训练。

图5

说明：“探究电流与电压、电阻的关系”的实验是研究欧姆定律的基本实验。在实验方法上采用的是控制变量法。第一步是控制电阻不变，研究电流与电阻的关系；第二步是控制电压不变，研究电流与电阻的关系。该类题是历年中考的热点，平时复习时应多加强训练。

力学综合计算题分类例析

综观历年各省市中考题，不难发现，力学计算大多以综合题的形式出现，单独用一个知识点只对某一个物理量（如密度、压强等）进行求解的力学计算题已很少见了，绝大部分力学的计算题都有一定的综合性。综合题的优点是：一方面能考查学生分析、理解和推理的思维能力，另一方面考查学生综合运用知识的能力和知识迁移能力。这完全符合新课程标准的要求和目标，所以这种题型在今后的中考中仍将占有很重要的位置。本专题从以下几个方面对这类计算题进行分析探究。以指导同学们解题时抓住要点，一举突破。

一.思路和方法

1.读懂题意或图示，明确已知量和所求量。

有些新题型会出现一些新名词或概念，有的已知条件比较隐蔽，应该努力挖掘出对解题有用的信息。

2.分析研究对象所处的状态或物理过程，找出已知量和未知量之间的联系。

为了帮助分析，通常对研究对象进行受力分析并画出受力图，确定哪些力构成平衡力，根据平衡条件建立平衡方程式，这是很关键的一步。

3.明确题目所描述的对象和过程涉及到哪些知识点，选择适当的公式或规律进行计算。

①求压强时可用，两个公式进行求解。但后一个公式一般用来求解液体压强，只有竖直放置的柱体对支承面产生压强，才能用来解。

②计算浮力的方法有很多：（1）阿基米德原理；（2）弹簧测力计测浮力（G与F分别为物体在空气中称和在液体中称时弹簧测力计的示数）；（3）平衡法：物体处于漂浮或悬浮；（4）压力差法：。根据已知条件和研究对象所处的状态选择适当的公式求浮力。

③求滑轮组的机械效率也有两个公式：和。当滑轮组竖直提升物体时就用前者，当滑轮组水平拉物体时就用后者。

4.验证计算结果

对答案进行检验，看过程有无错误，看结果是否符合实际。

二.热点问题归类

热点一：密度、压强和浮力的综合。

例1.某电梯公寓楼约40m，完成此建筑物需要浇铸钢筋混凝土，还需要使用其他建筑材料，混凝土密度为，取。求：（1）已知自来水的密度为，若要从地面向楼顶提供自来水，加压设备至少需要给施加多大的压强？（不考虑大气压强）

（2）测量表明，该楼的地基所承受的压强不得超过，若地基与地面的接触面积为，则此大楼另外添加的装饰材料、各种设备等物资及进入大楼的人员的总质量不得超过多少？

解析：这是一道密度和压强的综合题，根据公式。（1）小题立即解决。（2）小题中要求质量，则可以先求出最大重力，然后求出最大质量，最后减去已有的质量即可，具体解法如下：

（1）

（2）设混凝土、其他建筑材料和其余部分的质量分别为m1、m2和m3，总重量为G

当m3最大时，G最大，大楼对地基的压力F最大，地基所承受的压强达到最大值。

所以

所以

例2.去年南京市对大明湖进行了首次换水清淤，换水后大明湖水清澈见底，鱼儿欢畅。爱湖小分队的同学准备利用自己掌握的科学知识对湖水水质进行监测。他们通过调查，了解到大明湖周边主要污染源很容易导致湖水密度变大，而密度达到的水域就不适宜湖里鱼类生存，他们就想到做一个简易的密度计来监控湖水密度。为此找来一根长为1.2m粗细均匀的木条，在底端嵌入适量重物，使其能直立漂浮水中，做好相应的标记后就可以监测湖水的密度了，测量得该简易密度计的总质量为0.5kg。（g取10N/kg）

（1）先将该木条放入足够深的清水中，测得木条露出水面0.2m，在水面处画上白线，请计算此时木条底端受到的水的压强及木条受到的浮力。

（2）请通过计算说明应在木条的什么位置画上表示污水密度达到时的红线，以监测湖水密度是否超标。

解析：此题是一道运用知识解决实际问题的好题，综合的知识有压强、浮力和二力平衡等。（1）木条底端受到水的压强可直接用来求；又因木条处于漂浮状态，故可用二力平衡法求浮力。

由于木条处于漂浮状态，所以：

（2）此题实际上是求木条浸入污水的深度h，要求深度必先求，因为，可通过浮力算出。又因木条的横截面积S未知，深度h似乎无法求出，但我们要善于利用（1）小题的条件，找到两者的相同之处，即在清水中和污水中都处于漂浮状态，两者受到的浮力相等，所以

，即，所以：

热点二：速度、功率和效率的综合

例3.如图1所示，物体重20N，在拉力F的作用下，以0.5m/s的速度沿水平方向匀速运动，物体与地面的摩擦力是物重的0.2倍，求：

（1）不记滑轮、绳重和滑轮组的摩擦，拉力的大小及拉力的功率。

（2）若拉力为2.5N，该滑轮组的机械效率。

图1

解析：在不计摩擦的情况下，可直接用滑轮组省力公式求拉力，不过不是，而应该是（是物体A与地面的摩擦）。因为对物体的拉力不是等于物体的重量，而是等于地面对物体的摩擦力。相应地，求这种水平装置的滑轮组的机械效率的计算公式也应该是，而不是。拉力的功率可进行如下推导：

（1）拉力的大小：

拉力的功率：

（2）

热点三：压强或浮力与杠杆类相结合的综合题

例4.图2是小明设计的一个用水槽来储存二次用水的冲厕装置。带有浮球的横杆AB（B为浮球的中心）能绕O点转动，倒“T”形阀门C底部为厚度不计的橡胶片，上部为不计粗细的直杆，进水口的横截面积为4cm2，浮球的体积为100cm3，OB是OA长度的6倍，AB杆左端压在阀门C上，阀门C堵住进水口时，AB杆水平，浮球顶部和溢水口相平，不考虑阀门C、横杆AB及浮球受到的重力。（）求：

（1）浮球浸没时，浮球受到的浮力多大？A端受力多大？

（2）为了防止水从溢水口溢出，水槽中的水面与溢水口的高度差不能超过多少？

图2

解析：本题又是一道力学综合题，描述的物理情境较为复杂，所以分析审题是关键，尤其是要把这个装置的结构示意图看懂，搞清楚它的工作过程和原理，解题过程如下：

（1）当球全部浸没水中时：

横杆B端受力等于浮球所受浮力，即：

运用杠杆平衡条件：

，因为

所以A端受力为：

（2）水恰能从溢水口流出时水槽中的水面距溢水口的高度差是允许的最大值。此时，浮球全部浸没，阀门C受到水槽中的水向上的压力和水箱中水向下的压力及浮球浸没时杠杆A端对阀门C向下的压力相互平衡，即：

                                         ①

设水槽中的水面距阀门C底部橡胶片的高度为H，溢水口到阀门C底部橡胶片的高度为h，则：

                                             ②

                                              ③

把②③式代入①中，有

整理得：

第十四届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题

一、(14分)1998年某地区遭受特大洪涝灾害。为了抗洪抢险，急需在20h内从甲地调运65t钢材到乙地。现仅剩下一艘满载时排水量为80t的货船，船身(包括船员)质量约17t，已知甲、乙两地的水路距离为80km，船行驶的平均速度为lOkm/h(不计水流速度)。

    (1)请你设计一个完成此项任务的可行性方案；

    (2)通过分析、计算，找出最佳方案。(钢材的密度为7.9×10³kg/m³)

二、(18分)图l为一种电磁炉的原理示意图。它是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁磁材料制成的烹饪锅，在锅体形成无数小的涡流(感应电流)而产生焦耳热。同时，被磁化的铁磁材料分子因摩擦、碰撞而发热。从而使锅体自身发热达到加热食物的目的。

  (1)使用电磁炉加热食物时，不产生明火，无烟尘，无废气，清洁、安全、高效、节能。请写出电磁炉在使用中可能涉及的物理知识(只写名称不写内容，不少于10个可得满分)。

(2)在使用电磁炉时，炉和锅之间的热是由_______传

递给_______的。电磁炉加热食物的过程中消耗______

____能转化为__________能；若用该电磁炉1次蒸熟

5个馒头需用时间25min，那么，1次只蒸熟1个同样

大小的馒头大约需要________min。

(3)某款电磁炉性能参数如下表所示：

    根据上表数据，若电磁炉在功率调节和温度调节的范围内，加热温度随功率调节的变化图象是一直线，电磁炉工作电压正常，在1个标准大气压下，烧开一锅质量为3kg、温度为22℃的水最多需要多少时间(不计锅吸热及热散失)?

三、(18分)有人在夏季用简易晒水箱给水加热用来淋浴，这不仅能节省能源，而且很方便。李明和张华想利用这样的装置估测太阳光对地球表面辐射的强度的大小。也就是说，太阳光垂直照射地球表面时，地球表面单位时间单位面积所获得的能量是多少。实验装置如图2所示，晒水箱内部是被涂黑的，箱体外加了保温层，上面开口并盖有透明玻璃板。

    在估测之前要首先弄清，透过玻璃板的太阳光能量究竟占太阳辐射到玻璃板上的能量的百分之几?李明和张华各拿一块实验用的玻璃板，把阳光反射到墙上的同一个地方，他们发现，两块反射光斑重叠处的强度，和太阳光直接射到地上的强度差不多。

    (1)透过玻璃板的太阳光能量占太阳辐射到玻璃板上的能量的百分之几?你在得出这个结论时做了什么假设?假设的根据是什么?

    (2)请你帮助他们设计实验方案，并写出具体的实验步骤。

    (3)请你对这个实验方案的可行性做出评价。

四、(18分)用电流表和电压表测电流和电压时，通常并不考虑仪表本身电阻对待测电路的影响，而将其视为“理想仪表”，即认为电流表的内电阻为零，电压表的内电阻为无限大。实际上，电流表和电压表都有一定电阻值，因而我们可以把电流表看成一个能显示通过自身电流大小的其阻值很小的电阻；可以把电压表看成一个能显示自身两端电压大小的其阻值很大的电阻。所以，把电流表或电压表接入待测电路时，就相当于在待测电路中串联一个电阻，或并联一个电阻。这样，电流表两端就要有一定的电压，电压表中就要通过一定的电流，因此实际上很难同时精确地测出待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流。

    1．现有一个量程为0．6A，内电阻为0．13Ω的电流表，能否用它测量某电路两端的电压?若不能，请说明理由。若能，请说明用它能测量的最大电压值。

    2．现要精确测量一个阻值约为8Ω的电阻Rx，实验室提供下列器材。

    ·电流表A₁：量程100mA，内电阻r₁=4Ω

    ·电流表A₂：量程500mA，内电阻r₂=750Ω

    ·电压表V：量程10V，内电阻r₃=10kΩ

    ·变阻器R₀：阻值约10Ω·定值电阻R1：阻值为10kΩ

    ·电池E：两端电压约l.5V

    ·开关s、导线若干个

(1)选出你测量时所需的适当器材，并在虚线方框中画出电路图。

(2)需要测量哪些物理量?根据所测物理量，写出被测电阻Rx的表达式。

五、(16分)图3甲是使用汽车打捞水下重物的示意图。汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物，在整个打捞过程中，汽车以恒定的速度v=0．2m/s向右运动。图3乙是此过程中汽车拉动重物的功率P随时间t变化的图象。设t=0时汽车开始提升重物，忽略水的阻力和滑轮的摩擦，g取10N/kg。求：

    (1)圆柱形重物的质量；(2)圆柱形重物的密度；(3)打捞前，圆柱形重物上表面所受的水的压力。

六、(16分)图4为一种电饭煲的工作原理图。下面是王宁同学对电饭煲工作原理的研究，请你也参与共同探讨。

  按下、扳起电饭煲的开关，有一种“粘连”“吸引”的感觉，取出饭锅，发现电饭煲的底部有一个凸起物．它可以上下弹动，能被磁铁吸引。王宁同学通过用

这个电饭煲做米饭和烧水来研究它的工作情况，请回答他在使用过程中发现的如下问题。

    (1)图4中只有两根外接导线，这样的用电器有什么危害?应当怎样加以完善?

    (2)将三脚插头插入电源插座，不用按开关，指示灯就发亮，按下开关后，指示灯亮度不变。此时为什么开关对指示灯的亮度没有影响?

    (3)电饭煲工作了15min，会出现大量“白气”，这些“白气”是怎样形成的?

    (4)电饭煲工作了25min，听到“啪”的一声，指示灯不亮了。以此推测，感温软磁体的磁性可能受什么因素影响?怎样影响?

    (5)听到“啪”的一声后又过了l0min，指示灯又发光，一会儿指示灯又熄灭了。分析在相同条件下，不同种类金属的热胀冷缩程度是否一样?

    (6)要想获得恒温的温水，你可以怎样做?

    (7)电饭煲使用较长一段时间后，常常在饭未完全熟透时就“跳闸”，这样就会出现“夹生饭”，请问这种情况电饭煲可能在什么地方出现了故障?为什么?

第十四届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题

一、(14分)1998年某地区遭受特大洪涝灾害。为了抗洪抢险，急需在20h内从甲地调运65t钢材到乙地。现仅剩下一艘满载时排水量为80t的货船，船身(包括船员)质量约17t，已知甲、乙两地的水路距离为80km，船行驶的平均速度为lOkm/h(不计水流速度)。

    (1)请你设计一个完成此项任务的可行性方案；

    (2)通过分析、计算，找出最佳方案。(钢材的密度为7.9×10³kg/m³)

二、(18分)图l为一种电磁炉的原理示意图。它是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁磁材料制成的烹饪锅，在锅体形成无数小的涡流(感应电流)而产生焦耳热。同时，被磁化的铁磁材料分子因摩擦、碰撞而发热。从而使锅体自身发热达到加热食物的目的。

  (1)使用电磁炉加热食物时，不产生明火，无烟尘，无废气，清洁、安全、高效、节能。请写出电磁炉在使用中可能涉及的物理知识(只写名称不写内容，不少于10个可得满分)。

(2)在使用电磁炉时，炉和锅之间的热是由_______传

递给_______的。电磁炉加热食物的过程中消耗______

____能转化为__________能；若用该电磁炉1次蒸熟

5个馒头需用时间25min，那么，1次只蒸熟1个同样

大小的馒头大约需要________min。

(3)某款电磁炉性能参数如下表所示：

    根据上表数据，若电磁炉在功率调节和温度调节的范围内，加热温度随功率调节的变化图象是一直线，电磁炉工作电压正常，在1个标准大气压下，烧开一锅质量为3kg、温度为22℃的水最多需要多少时间(不计锅吸热及热散失)?

三、(18分)有人在夏季用简易晒水箱给水加热用来淋浴，这不仅能节省能源，而且很方便。李明和张华想利用这样的装置估测太阳光对地球表面辐射的强度的大小。也就是说，太阳光垂直照射地球表面时，地球表面单位时间单位面积所获得的能量是多少。实验装置如图2所示，晒水箱内部是被涂黑的，箱体外加了保温层，上面开口并盖有透明玻璃板。

    在估测之前要首先弄清，透过玻璃板的太阳光能量究竟占太阳辐射到玻璃板上的能量的百分之几?李明和张华各拿一块实验用的玻璃板，把阳光反射到墙上的同一个地方，他们发现，两块反射光斑重叠处的强度，和太阳光直接射到地上的强度差不多。

    (1)透过玻璃板的太阳光能量占太阳辐射到玻璃板上的能量的百分之几?你在得出这个结论时做了什么假设?假设的根据是什么?

    (2)请你帮助他们设计实验方案，并写出具体的实验步骤。

    (3)请你对这个实验方案的可行性做出评价。

四、(18分)用电流表和电压表测电流和电压时，通常并不考虑仪表本身电阻对待测电路的影响，而将其视为“理想仪表”，即认为电流表的内电阻为零，电压表的内电阻为无限大。实际上，电流表和电压表都有一定电阻值，因而我们可以把电流表看成一个能显示通过自身电流大小的其阻值很小的电阻；可以把电压表看成一个能显示自身两端电压大小的其阻值很大的电阻。所以，把电流表或电压表接入待测电路时，就相当于在待测电路中串联一个电阻，或并联一个电阻。这样，电流表两端就要有一定的电压，电压表中就要通过一定的电流，因此实际上很难同时精确地测出待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流。

    1．现有一个量程为0．6A，内电阻为0．13Ω的电流表，能否用它测量某电路两端的电压?若不能，请说明理由。若能，请说明用它能测量的最大电压值。

    2．现要精确测量一个阻值约为8Ω的电阻Rx，实验室提供下列器材。

    ·电流表A₁：量程100mA，内电阻r₁=4Ω

    ·电流表A₂：量程500mA，内电阻r₂=750Ω

    ·电压表V：量程10V，内电阻r₃=10kΩ

    ·变阻器R₀：阻值约10Ω·定值电阻R1：阻值为10kΩ

    ·电池E：两端电压约l.5V

    ·开关s、导线若干个

(1)选出你测量时所需的适当器材，并在虚线方框中画出电路图。

(2)需要测量哪些物理量?根据所测物理量，写出被测电阻Rx的表达式。

五、(16分)图3甲是使用汽车打捞水下重物的示意图。汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物，在整个打捞过程中，汽车以恒定的速度v=0．2m/s向右运动。图3乙是此过程中汽车拉动重物的功率P随时间t变化的图象。设t=0时汽车开始提升重物，忽略水的阻力和滑轮的摩擦，g取10N/kg。求：

    (1)圆柱形重物的质量；(2)圆柱形重物的密度；(3)打捞前，圆柱形重物上表面所受的水的压力。

六、(16分)图4为一种电饭煲的工作原理图。下面是王宁同学对电饭煲工作原理的研究，请你也参与共同探讨。

  按下、扳起电饭煲的开关，有一种“粘连”“吸引”的感觉，取出饭锅，发现电饭煲的底部有一个凸起物．它可以上下弹动，能被磁铁吸引。王宁同学通过用

这个电饭煲做米饭和烧水来研究它的工作情况，请回答他在使用过程中发现的如下问题。

    (1)图4中只有两根外接导线，这样的用电器有什么危害?应当怎样加以完善?

    (2)将三脚插头插入电源插座，不用按开关，指示灯就发亮，按下开关后，指示灯亮度不变。此时为什么开关对指示灯的亮度没有影响?

    (3)电饭煲工作了15min，会出现大量“白气”，这些“白气”是怎样形成的?

    (4)电饭煲工作了25min，听到“啪”的一声，指示灯不亮了。以此推测，感温软磁体的磁性可能受什么因素影响?怎样影响?

    (5)听到“啪”的一声后又过了l0min，指示灯又发光，一会儿指示灯又熄灭了。分析在相同条件下，不同种类金属的热胀冷缩程度是否一样?

    (6)要想获得恒温的温水，你可以怎样做?

    (7)电饭煲使用较长一段时间后，常常在饭未完全熟透时就“跳闸”，这样就会出现“夹生饭”，请问这种情况电饭煲可能在什么地方出现了故障?为什么?

人教版第九章   电与磁 复习提纲

一、磁现象

1、磁性：物体能够吸引铁、钴、镍的性质叫做磁性。

2、磁体：具有磁性的物体称为磁体。

3、磁体的性质：吸铁性、指向性

4、磁极：磁体上两端磁性最强的部位叫磁极。任何磁体都有北极（N极）和南极（S极）。

5、磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。

6、判断一个物体是不是磁体的方法：

①根据吸铁性；

②根据指向性；

③根据磁极间的相互作用规律；

④根据磁体两极磁性最强，中间最弱。

7 、磁化：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程电磁化。

去磁：使具有磁性的物体失去磁性的过程叫去磁。

容易失去磁性的物体叫做软磁体；不容易失去磁性的物体叫做永磁体或硬磁体。

二、磁场

1、磁场：磁体周围存在的一种看不见、摸不着，能够使磁针偏转的物质。磁极间的相互作用就是通过磁场发生的。

2、磁场方向：放在磁场中某点的小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向。

3、基本性质：磁场对放入其中的磁体产生力的作用。

4、磁感线：为了形象直观地描述磁场中各点的磁场方向，根据铁屑的排列情况，在磁场中画出的一些带箭头的曲线。

注意：

①磁场是真实存在于磁体周围的一种物质；而磁感线是人们为了研究磁场方便，假想出来的一种模型，它并不真实存在。

②磁体周围的磁感线都是从北极出发回到磁体的南极，在磁体内部磁感线从磁体的南极出发回到北极。可见磁感线是一组闭合的曲线。

③磁感线的疏密可以表示磁场的强弱，磁体两极处磁感线最密，表示磁极处磁场最强。

④磁感线布满磁体周围的所有空间并且不相交。磁感线的形状可以是直的，也可以是弯曲的。

⑤磁感线的方向：磁感线上任意一点的切线方向与放在该点的小磁针静止时北极的指向一致也就是该点的磁场方向。

⑥不同磁体周围磁感线以及同名磁极间、异名磁极间的磁场分布分别如图所示。

5、地磁场：地球周围的磁场。地磁的两极与地理的两极不重合，它们之间稍有偏离，最早发现地磁的两极与地理的两极不重合的是我国宋代学者沈括。

三、电生磁

1、电流的磁效应：

①通电导线的周围有磁场，磁场的方向跟电流方向有关，这就是电流的磁效应。

②奥斯特实验：第一个揭示了电和磁有联系的实验，奥斯特在世界上第一个发现了电和磁之间的联系。

奥斯特实验表明：通电导线周围存在磁场；电流的磁场文秘和电流的方向有关。

2、通电螺线管的磁场：通电螺线管的磁场与条形磁体相似，它也有N、S极，它的N、S极与螺线管上电流的方向有关，可以用安培定则来判断。

安培定则的内容：用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。

判断方法：

1. 标出螺线管上电流的环绕方向；
2. 用右握住螺线管，让四指弯向电流的方向；

③大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。

影响螺线管极性的因素：螺线管的极性和电流的方向与螺线管的缠绕方法有关。

通电螺线管的外部磁感线由N极到S极，在内部由S极到N极。

3、关于通电螺线管的作图

关于通电螺线管的题目有三种类型：第一种是已知电源的正、负极和绕线方法来判断螺线管的极性；第二种是已知螺线管的极性和绕线方法来判断电源的正、负极；第三种是已知电源的正、负极和螺线管的极性画螺线管的绕线情况。解决这三种问题，应从以下几点入手：

①记住常见的几种磁感线分布情况。

②磁场中的小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向和该点的磁感线方向。

③磁感线是闭合曲线：磁体外部的磁感线都是从磁体的北（N）极出发回到磁体的南（S）极；在磁体内部磁感线从磁体的南极出发回到北极。

④对于通电螺线关健是根据N、S极或电源的“+”、“－”极判断出螺线管的电流方向，绕时的绕线线形状应像“S”或反“S”，螺线管朝向读者的一侧应画导线，内侧不画导线，最后将导线跟电源连接志闭合电路 。

四、电磁铁

1、电磁铁：带有铁心的通电螺线管叫做电磁铁。

2、电磁铁的工作原理：电磁铁是内部插有铁心的螺线管，当通电螺线管插入铁心后，由于铁心被磁化，产生了与原螺线管磁场方向一致的磁场，因而它的磁性比原来强得多。电磁铁就是利用电流的磁效应和通电螺线管中插入铁心生磁性大大增强的原理工作的。

②影响电磁铁磁性强弱的因素有电流的大小、线圈匝数、有无铁心等。线圈匝数一定时，电流越大，磁性越强；结构相同的电磁铁，电流一定，线圈匝数越多，磁性越强。有铁芯时比无铁芯磁性强。

五、电磁继电器  扬声器

1、电磁继电器：是利用低电压、弱电流电路的通断来间接地控制高电压、强电流电路的装置，实质是由电磁铁控制电路工作的开关。

构造：电磁铁、衔铁、弹簧、动触点、静触点。

电路组成：低压控制电路；高压工作电路。

工作原理：电磁铁通电时具有磁性吸引衔铁，使动触点和静触点接触，工作电路闭合，电磁铁断电时失去磁性，弹簧把衔铁拉起来切断电路。

2、扬声器：是把电信号转换成声信号的一种装置。

构造：永磁体、线圈、纸盆。

工作原理：当线圈中通过交变电流时，线圈的磁性大小及方向不断变化，受到永磁体的吸引和排斥来回变化，带动纸盆来回振动，于是扬声器就发出了声音。

其发声原理可表示为：变化的电流—变化的磁场—纸盆的振动—声音。

六、电动机

1、磁场对通电导线的作用：通电导线大磁场中要受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁感线的方向有关。当电流的方向或磁感线的方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反。

2、左手定则：张开左手，让四指与大拇指垂直，让磁感线垂直穿过掌心，四指指向电流方向，大拇指马提尼克指的方向就是磁场对通电导线的作用力的方向。

3、通电线圈在磁场中会受力发生转动。

4、电动机

①工作原理：通电线圈在磁场中受力而转动，其能量转化过程是电能转化为机械能。

②种类：直流电动机、交流电动机

③直流电动机构造：磁体、线圈、换向器、电刷。

④换向器：由两个铜制半环构成。

作用：每当线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中电流方向使线圈能沿着同一方向连续转动。

⑤转速：电动机的转速由电流大小决定。

⑥电动机的转动的方向由电流方向和磁场方向决定。

⑦能量转化：电能转化为机械能。

⑧电动机优点：构造简单；控制方便；体积小；无污染；效率高。

七、磁生电

1、 电磁感应现象：闭合电路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动产生电流的现象叫做电磁感应现象，产生的电流叫感应电流。

英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，进一步揭示了电与磁之间的联系，发明了发电机。

感应电流的方向与导体做切割磁感线运动的方向和磁感线方向有关。

2、产生感应电流的条件：电路必须是闭合的；部分导体在磁场中做切割磁感线运动。

3、发电机：

①制成原理：利用电磁感应现象制成的

②能量的转化：机械能转化为电能

③分类：直流发电机、交流发电机

④交流发电机的构造：转子、定子、2个铜环、2个电刷。

4、交流电和直流电：

①交流电：大小和方向周期性变化的电流。符号AC。

②直流电：电流方向不变的电流。符号DC。

5、我国供生产和生活用的是交流电，频率是50Hz，周期是0.02s，电流在每秒内产生的周期性变化的次数是50次，在1秒内电流方向变化100次。

八、电磁现象作图

1、已知磁体的磁极画磁感线方向或通电螺线管中电流方向。

2、根据磁感线方向确定磁极，标出通电螺线管的磁极或电流方向。

3、根据题中或图中的已知条件，画出螺线管线圈的绕法。

4、根据图中通电螺线管的电流方向，标出磁极、磁场中某点的小磁针的极性，以及另一个通电螺线管的磁极或线圈的绕法。

5、根据要求完成电磁继电器线路的连接。