以下四种器材中，可利用形变产生的弹性势能做功的是

1. A.
   弹簧测力计
2. B.
   机械手表
3. C.
   衣服夹子
4. D.
   沙发床

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。

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?

第十五届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题

    一、(14分)王伟同学研究了均匀拉紧的琴弦发音频率与弦长的关系，并记录了实测的数据(如下表所示)。请你根据记录表格中的有关数据，分析并估算出他有意留出的空格中应该填写的数据(要求写出估算的过程)。

二、(14分)类比水压是形成水流的原因，李楠同学猜想，血液在血管内流动时也需要一定的压力差来维持。假设血液匀速通过长度一定的血管时，受到的阻力f与血液的流速v成正比，即f=kv。那么，要想让血液匀速流过，血管两端就需要一定的压力差。设血管截面积为S₁时，两端所需的压强差为△p₁；若血管截面积减少10％时，为了维持在相同的时间内流过同样体积的血液，压强差必须变为△p₂。请你通过计算比较△P₁、△P₂的大小，说明血管变细可能是诱发高血压的重要因素之一。

    三、(16分)下表是某锅炉厂生产的CWNG系列三种锅炉的主要技术参数。

CWNG系列三种锅主要技术参数

    已知水的比热容为4.2×10³J／（kg·℃），假设三种锅炉的燃煤效率相同，且煤均可达到完全燃烧。请根据上表回答以下问题：

    1．根据表格中的已知数据，请在表格中的四个(    )内填上合适的数据。

    2．按表格中的出水温度和回水温度，计算CWNGl．05—80／60AH型锅炉每小时给住宅内释放的热量是多少。

3．根据表格中已知数据计算燃烧的热值为多少。

四、(16分)李明得到一个国外生产的电热暖手器，铭牌上表示额定值的字样中，能看清楚的只有"24W"这几个字。为了能正确使用该电器，他把一只标有"600Ω，0.4A'’的定值电阻与电热暖手器和开关串联起来，连接到家庭照明电路中，然后进行如下实验观察：将开关接通后，电能表转盘转动137圈恰好用了100s；断开开关后，电能表转盘在1 min内恰好转了80圈；观察电能表上标有3000r(kW·h)的字样；他在做实验的时间内，家中其他用电器的使用情况没有变化。请根据以上数据，计算电热暖手器的额定电压是多少?你在计算过程中忽略了什么因素的影响?由此导致的计算结果是偏大还是偏小?

    五、(20分)一所农村中学常常因为不能及时给水塔注水而停水，科技小组的同学知道后，利用下图所示的器材设计了一个自动注水模拟装置。A为浮子(浮子及其连杆总重约15N)，在浮子连杆的上端有一可移动金属触头B(其受重力可忽略不计)，它可以分别将其上、下的两个固定触点连通。C为水塔上的圆桶形蓄水池；M为配有电动机的水泵(电泵)；D₁、D₂为弹簧，E₁、E₂为衔铁，F₁、F₂为电磁铁线圈；K₁为最高水位限位开关。K₂为最低水位限位开关，K₃、K₄、K₅均为由电磁铁衔铁带动的触头开关。电磁铁F₁通电时，K₄接通，断电时，K₃接通。电磁铁F₂断电时，K₅接通。S₁、S₂为开关。

    1．请你按照下图所示的器材，连接一个可以实现自动注水的模拟电路，并说明自动注水的过程。

    2．要实现自动注水的要求，浮子的最小体积约为多大?(g=10N／kg)

    3．若设计要求每次自动注水需在10min内完成，需要知道或测量哪些物理量才能得到相匹配电泵的最小额定功率?请你用字母表示这些物理量，推导出电泵最小额定功率的表达式。在你的计算过程中，如果运用了近似条件，请说明。

    六、(20分)在当今世界，研制各种机器都必需考虑节约能源和治理废气污染这一重要课题。在内燃机中，废气带走了很多能量，如果能将这些能量再利用起来，会使内燃机的效率提高许多。某工厂科研人员研制生产的四冲程汽车专用柴油发动机，就采用了很多新技术。其中最重要的一项叫“增压”技术，它是利用“废气涡轮增压器”使排气冲程中排出的高温、高压的废气去冲击“废气涡轮”高速旋转，它同时又带动同轴的进气系统中的“进气涡轮”也高速旋转，从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压，使做功冲程中柴油燃烧的更充分，燃气压强更大，同时也减少了废气中的有害物质，达到提高柴油发动机效率和减少废气污染的目的。这种柴油发动机有6个气缸，气缸直径为ll0mm，活塞行程为135mm，当转速为2300r／min时，发动机功率为220kW，最低油耗可达240g／(kW·h)，柴油的热值为4.3×10⁷J／kg。请回答下列问题：

    1．该柴油发动机的效率最高可达多少?

    2．在做功冲程中气缸内的平均压强是多少?

    3．如果将我国这种机型的汽车柴油发动机都安装“增压器”后，能使它们的平均效率由原来约31％提高到近35％，安装前按每年消耗3亿吨柴油估算，这项技术每年能为我国节约多少吨柴油?

    4．如果目前我国柴油的平均价格为3750元／吨，根据上面的估算结果，计算使用“增压”技术后仅节约柴油一项可使我国每年节约多少资金。由此你有哪些认识?

第十五届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题

    一、(14分)王伟同学研究了均匀拉紧的琴弦发音频率与弦长的关系，并记录了实测的数据(如下表所示)。请你根据记录表格中的有关数据，分析并估算出他有意留出的空格中应该填写的数据(要求写出估算的过程)。

二、(14分)类比水压是形成水流的原因，李楠同学猜想，血液在血管内流动时也需要一定的压力差来维持。假设血液匀速通过长度一定的血管时，受到的阻力f与血液的流速v成正比，即f=kv。那么，要想让血液匀速流过，血管两端就需要一定的压力差。设血管截面积为S₁时，两端所需的压强差为△p₁；若血管截面积减少10％时，为了维持在相同的时间内流过同样体积的血液，压强差必须变为△p₂。请你通过计算比较△P₁、△P₂的大小，说明血管变细可能是诱发高血压的重要因素之一。

    三、(16分)下表是某锅炉厂生产的CWNG系列三种锅炉的主要技术参数。

CWNG系列三种锅主要技术参数

    已知水的比热容为4.2×10³J／（kg·℃），假设三种锅炉的燃煤效率相同，且煤均可达到完全燃烧。请根据上表回答以下问题：

    1．根据表格中的已知数据，请在表格中的四个(    )内填上合适的数据。

    2．按表格中的出水温度和回水温度，计算CWNGl．05—80／60AH型锅炉每小时给住宅内释放的热量是多少。

3．根据表格中已知数据计算燃烧的热值为多少。

四、(16分)李明得到一个国外生产的电热暖手器，铭牌上表示额定值的字样中，能看清楚的只有"24W"这几个字。为了能正确使用该电器，他把一只标有"600Ω，0.4A'’的定值电阻与电热暖手器和开关串联起来，连接到家庭照明电路中，然后进行如下实验观察：将开关接通后，电能表转盘转动137圈恰好用了100s；断开开关后，电能表转盘在1 min内恰好转了80圈；观察电能表上标有3000r(kW·h)的字样；他在做实验的时间内，家中其他用电器的使用情况没有变化。请根据以上数据，计算电热暖手器的额定电压是多少?你在计算过程中忽略了什么因素的影响?由此导致的计算结果是偏大还是偏小?

    五、(20分)一所农村中学常常因为不能及时给水塔注水而停水，科技小组的同学知道后，利用下图所示的器材设计了一个自动注水模拟装置。A为浮子(浮子及其连杆总重约15N)，在浮子连杆的上端有一可移动金属触头B(其受重力可忽略不计)，它可以分别将其上、下的两个固定触点连通。C为水塔上的圆桶形蓄水池；M为配有电动机的水泵(电泵)；D₁、D₂为弹簧，E₁、E₂为衔铁，F₁、F₂为电磁铁线圈；K₁为最高水位限位开关。K₂为最低水位限位开关，K₃、K₄、K₅均为由电磁铁衔铁带动的触头开关。电磁铁F₁通电时，K₄接通，断电时，K₃接通。电磁铁F₂断电时，K₅接通。S₁、S₂为开关。

    1．请你按照下图所示的器材，连接一个可以实现自动注水的模拟电路，并说明自动注水的过程。

    2．要实现自动注水的要求，浮子的最小体积约为多大?(g=10N／kg)

    3．若设计要求每次自动注水需在10min内完成，需要知道或测量哪些物理量才能得到相匹配电泵的最小额定功率?请你用字母表示这些物理量，推导出电泵最小额定功率的表达式。在你的计算过程中，如果运用了近似条件，请说明。

    六、(20分)在当今世界，研制各种机器都必需考虑节约能源和治理废气污染这一重要课题。在内燃机中，废气带走了很多能量，如果能将这些能量再利用起来，会使内燃机的效率提高许多。某工厂科研人员研制生产的四冲程汽车专用柴油发动机，就采用了很多新技术。其中最重要的一项叫“增压”技术，它是利用“废气涡轮增压器”使排气冲程中排出的高温、高压的废气去冲击“废气涡轮”高速旋转，它同时又带动同轴的进气系统中的“进气涡轮”也高速旋转，从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压，使做功冲程中柴油燃烧的更充分，燃气压强更大，同时也减少了废气中的有害物质，达到提高柴油发动机效率和减少废气污染的目的。这种柴油发动机有6个气缸，气缸直径为ll0mm，活塞行程为135mm，当转速为2300r／min时，发动机功率为220kW，最低油耗可达240g／(kW·h)，柴油的热值为4.3×10⁷J／kg。请回答下列问题：

    1．该柴油发动机的效率最高可达多少?

    2．在做功冲程中气缸内的平均压强是多少?

    3．如果将我国这种机型的汽车柴油发动机都安装“增压器”后，能使它们的平均效率由原来约31％提高到近35％，安装前按每年消耗3亿吨柴油估算，这项技术每年能为我国节约多少吨柴油?

    4．如果目前我国柴油的平均价格为3750元／吨，根据上面的估算结果，计算使用“增压”技术后仅节约柴油一项可使我国每年节约多少资金。由此你有哪些认识?