初中物理之专题训练答案

一、 概念训练

1. 指南针能指南是由于地磁场对指南针磁极有力的作用（ √ ） 2. 利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围的磁场强弱（ √ ） 3. 如果通电线圈在磁场作用下转动，则线圈机械能转化为电能（ × ） 4. 导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流（ × ） 5. 物质吸收热量，温度一定升高（ × ）

6. 质量相同的0℃的冰和0℃的水的内能一定不相同（ √ ） 7. 雾霾是扩散现象，其原因是分子不停地做无规则运动（ × ） 8. 分子间同时存在着引力和斥力（ √ ）

9. 运动的物体在平衡力作用下一定做匀速直线运动（√ ） 10. 做匀速直线运动的物体的机械能保持不变（ × ）

11. 一切物体在任何情况下都具有惯性，惯性的大小只与物体的质量有关（ √ ） 12. 用手拉弹簧，在弹簧被拉长的过程中，手拉弹簧的力大于弹簧拉手的力（ × ） 13. 声音在真空中的传播速度是340m/s （ × ） 14. 只要物体振动，我们就能听到声音（ × ）

15. 高速公路两旁的隔音板是为了在传播过程中减弱噪声（ √ ） 16. 用不同种乐器演奏同一乐曲，不同乐器发出声音的音色不同（ √ ） 17. 物体从外界吸收热量，其温度可能不变（ √ ） 18. 温度高的物体内能多，温度低的物体内能少（ × ）

19. 水可作为汽车发动机的冷却剂，是因为水的比热容较大（ √ ）

20. 煤的热值比干木柴的大，煤燃烧时放出的热量比干木柴燃烧时放出的热量多（ × ）21. 地磁场的北极在地理的北极附近（ × ） 22. 磁场对放入其中的小磁针一定有力的作用（ √ ） 23. 磁体周围存在磁场，磁场是由磁感线组成的（ × ）

24. 如果通电线圈在磁场作用下转动，则线圈的机械能是由电能转化来的（ √ ） 25. 泼水时，盆留在手中，水受到惯性作用飞出去了（ ×） 26. 船闸利用了连通器原理，流体中流速大的地方压强小（ √ ）

27. 静止在水平桌面上的书受到的重力和桌面对它的支持力是一对平衡力（ √ ） 28. 鸡蛋向碗边一磕就破了，说明碗对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对碗的作用力 （× ） 29. 炒菜时，满屋飘香，表明分子在不停地做无规则运动（ √ ）

30. 被水蒸气烫伤比沸水烫伤更严重是因为水蒸气液化时要放出热量（ √ ） 31. 液体蒸发时要吸收热量，所以酒精蒸发有致冷作用（√ ） 32. 一桶水的比热容比一杯水的比热容大（× ） 33. 物体温度越高，分子运动越剧烈（√ ）

34. 运动员将篮球投出，篮球在空中运动过程中，运动员对篮球做了功（× ） 35. 悬浮在水中的物体受到水的压力，压力的合力与该物体受到的重力是平衡力（√ ） 36. 定向移动的电荷周围一定存在磁场（√ ）

37. 磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针的N极指向决定的（× ）

1

38. 利用通电线圈在磁场中受力转动，科学家研制出电动机（√ ）

39. 闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电能转化为机械能（× ） 40. 石凳被太阳晒热，属于用热传递的方式改变了石凳的内能（√ ）

41. 宇宙飞船的返回舱在返回地球进入大气层的过程中，一部分机械能转化为内能（√ ） 42. 打乒乓球快速抽杀时，乒乓球的速度增大，惯性增大（× ） 43. 改变通电螺线管中电流的大小可以改变通电螺线管的N、S极（√ ） 44. 淋浴用热水的温度约为65℃（× ）

45. 物体受平衡力作用时,物体一定处于静止状态（× ） 46. 物体不受力时,物体运动状态不变（√ ）

47. 踢出去的足球,先加速运动一段时间后由于阻力作用一定做减速运动（× ） 48. 竖直向上抛出的篮球,上升到最高点时，篮球速度为零，合力为零（× ） 49. 奥斯特实验说明了导体周围存在磁场（× ）

50. 光是电磁波,电磁波在真空中的传播速度是3×105km/s（× ）

二、 力学综合训练

1. 水箱问题

【例1】 小林设计了一个由蓄水罐供水的自动饮水槽, 如图所示, 带有浮球的直杆AB能绕O点转动. C为

质量与厚度不计的橡胶片, AC之间为质量与粗细不计的直杆, 当进水口停止进水时, AC与AB垂直, 杆AB成水平静止状态, 浮球B恰没于水中. 浮球B的体积为1×10-4m3, 此时橡胶片恰好堵住进水口, 橡胶片C距槽中水面的距离h为0.1m. 进水管的横截面积S为4cm2, B点为浮球的球心, OB=6AO. 不计杆及浮球的自重（g取10N/kg）. 求：（1）平衡时细杆对橡胶片C的压力大小;

（2）蓄水罐中水位跟橡胶片处水位差H应恒为多少米?

【答案】 （1）6N

（2）(gHSghS)OAF浮OB得H=1.6m

【例2】 某科技小组的同学们设计了一个自动冲刷装置, 该装置能把进水

管供给的较小流量的水储存到一定量后, 自动开启放水阀门进行冲刷. 图是该装置主要部件的截面示意图, AB是一个可以绕O点

进水管 D A O B 2 排水管 C 转动的轻质杠杆, OB=2OA；C是厚度为d、底面积为S的放水阀门（阀门C刚好堵住排水管管口）. 将一根细绳一端系在阀门C, 另一端系在杠杆的A点. 浮筒D是一个底面积为4S的空心圆柱体, 将细绳一端系在浮筒D下端并通过定滑轮使绳的另一端与杠杆的B点相连. 当水箱中的水深为2.5h时, 系在浮筒D下端的细绳刚好被拉直；当水箱中的水深为3h时, 阀门C刚好被打开. 在阀门C被打开前, 杠杆AB始终保持水平, 若细绳所受的重力以及装置的机械阻力均忽略不计, 水的密度为ρ水, 则放水阀C的质量为 .

【答案】 ρ水S（h+d）

2. 黑匣子

【例3】 图是一种新型吊运设备的简化模型示意图，图中虚线框里是滑轮组（未画出），滑轮组绳子的自由

端由电动机拉动。工人师傅用该吊运设备匀速打捞落入水中的圆电动机 柱形物体A。物体A的底面积为200cm2，高为8m。当物体A露出水面2m时，绳子用竖直向上T1的力拉物体A，电动机对滑轮组绳子自由端的拉力F1为2400N，,当物体A露出水面4m时，绳子用竖直向上T2的力拉物体A,，电动机对滑轮组绳子自由端的拉力为F2，机械效率为82%。拉力F2的功率为600w, 已知T1 ：T2=39：41。不计绳的质量，不计滑轮与轴的摩擦。 求：（1）此滑轮组匀速上升的速度v；

（2）此滑轮组最高的机械效率。

【答案】

3343 F浮1水gV排110kg/m10N/kg200106m1200N

GA

F浮2水gV排2103kg/m310N/kg2001044m3800N

39G1200NT1GF浮1 解得:G9000N 1分 41G800NT2GF浮2GF浮2W9000N-800N 有100% 82%W总GF浮2G动9000N800NG动解得

G动1800N 1分

F1GF浮1G动2400N9000N1200N1800NF2500N 2 1分 F29000N800N1800NF2GF浮2G动GF浮29000N-800N82% n4 1分

nF2n2500NP600WV20.24m/s V物0.06m/s 1分

F22500NW有G9000N83% 1分

9000N1800NW总GG动

【例4】 如图20甲是在岸边打捞水中物体的装置示意图。该装置由悬挂机构和提升装置两部分组成。悬挂

3

机构由固定杆OD和杠杆BC构成，O为杠杆BC的支点，CO∶OB＝4∶1。配重E通过绳子竖直拉着杠杆B端，其质量mE＝800kg。安装在杠杆C端的提升装置由一个支架、一个电动机Q、一个定滑轮K及数量未知的动滑轮（在虚线框内未画出）构成。其中支架和电动机Q的总质量mQ＝10kg，定滑轮K的质量为mK＝30kg。可利用遥控电动机拉动绳子自由端H，通过滑轮组提升浸没在水中的物体。在一次打捞一批实心材料过程中，实心材料浸没在水中匀速竖直上升，此时电动机Q牵引绳子的功率为P1，绳子H端的拉力为F1，实心材料上升的高度随时间变化的图像如图20乙所示，地面对配重E的支持力为N1；在实心材料全部露出水面后匀速竖直上升的过程中，绳子H端的拉力为F2，地面对配重E的支持力为N2，滑轮组的机械效率为η。已知F1＝200N，F2＝300N，N1∶N2＝2∶1，被打捞的实心材料的密度ρ＝2.7×103kg/m3，绳和杠杆的质量、捆绑实心材料的钢丝绳的质量和体积、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对实心材料的阻力均忽略不计，g取10N/kg。求：

(1)实心材料浸没在水中匀速上升时电动机牵引绳的功率P1； (2)实心材料露出水面后，滑轮组的机械效率η。

【答案】 （1）实心材料浸没在水中匀速上升时，以支架、电动机Q、定滑轮K为研究对象，受力分析图如

图1所示，配重E的受力分析图如图2所示，杠杆COB受力分析图如图3所示。（说明：受力分析图正确得1分）

 FC1 1=FC1 ，FB1=FB1 ， FCN1 O B  FB1 C F·CO= FOB F=nF+ G+G

C1

B1

C1

1QK

FB1=

COFC14(nF1+ GQ+GK) OBGQ +GK nF1 图1

FC1 mE 图2 2FCFB1

图3

N1 GE-FB1GE4(nF1GQ+GK) 1

实心材料离开水面后匀速上升的过程中，以支架、

究对象，受力分析图如图4所示，配重E的受力分图如图5所示，杠杆COB受力分析图如图6所示。 2=FC2 ，FB2=FB2 ， FCGQ +GK

nF2 FC2·CO= FB2 ·OB

2=nF2+ GQ+GK FC图4

FB2=

分 N2 FB2 电动机Q、定滑轮K为研

O B C  析

mE 图5

FC2 图6

FB2

N2COFC24(nF2+GQ+GK) OBGE-FB2GE4(nF2GQ+G0)



4

GE4(nF1GQGK)8000N4(n200N400N)2 N1 N2GE4(nF2GQGK)8000N4(n300N400N)1

解得：n=4 (1分) P1=F1×4v1=200N×4×0.2m/s=160W （1分）

（2）实心材料浸没在水中匀速上升时，以动滑轮和被提升的实心材料为研究对象，受力分析图如图7所示，实心材料离开水面后匀速上升的过程中，以动滑轮和被提升的实心材料为研究对象，受力分析图如图8所示。 

4F2 ‘ F浮

4F1 ‘ GgV27 （1分）

 F浮水gV水10

G动+G动 G动+G动

GG动

GG动F2 1图8 4图7

 GF浮G动10F2G-GG动3

274

解得：

G 动 1 1 分）

 （

G9 W有1GG 90%W总1GG动1GG

9

三、 信息材料拓展（增加面宽训练）

1. 直角相交镜光路与成像 2. 光的全反射

3. 迈克尔逊八面镜测光速

4. 刻度是否均匀的分析方法（函数处理方法） 5. 漏电保护器

6. 家用热水器防电墙

7. 电动机模型(非纯电阻电路) 8. 高压送电

9. 理想电表与实际电表问题 10. 电压表、电流表改装扩大量程 11. 电池内电阻问题与实验误差分析 12. 滑动变阻器分压模型

13. 测量电阻的欧姆表基本结构应用 14. 利用电桥测量电阻 15. 磁制冷现象 ……

部分材料及题目整理

(一) 家庭用电器 1. 漏电保护器

【例1】 如图甲所示, 家用漏电保护器是在用电器发生漏电故障或人体触电时实施保护的设备, 它的内部

构造中包含有两个部分﹣﹣检测装置和试验电路．家庭电路漏电时, 通过火线与零线的电流不相等．漏电保护器中有一检测装置（在图乙中双虚线框内, 未具体画出）, 当它检测到通过自身的火线和零线的电流不等时, 便切断电源, 起到保护作用．漏电保护器中还有试验电路, 由一只开关S与一个电阻R组成, 闭合开关S就能模拟漏电情形, 从而检查漏电保护器工作是否正常．请在图乙中漏电保护器的虚线框内画出试验电路．

5

【答案】

2. 家用热水器防电墙

【例2】 为了提高安全指数, 市场上销售的热水器通常带有防电墙, 到底什么是防电墙呢? 我们一起查资

料研究一下吧.

1) 原理: 防电墙又称为水电阻衰减隔离法, 在15℃下水的电阻率为1300Ω/cm(1cm2面积上), 胆内的水不

直接流出, 而是经过比较长的一段水管后再流出, 随着管路长度的增加, 其管内水的阻值也随之增加, 这样胆内的水经过较长的管路再流到人体上, 其等效一个串连电路, 由于管路比较长, 所以其电阻值也相对很大, 经过计算：再人体上的分压大约在12V左右, 这样的电压对人体来说不会造成任何伤害．从而有效的保障了人们的安全.

2) 局限性: 自来水要达到足够的纯度; 如果用户是虚假地线, 同时因电热水器漏电而导致地线带火, 用户

家其他电器就有可能带电.

➢ 请同学们根据以上信息可以计算若横截面积为1平方厘米的细管且水质纯净, 防电墙增加的水柱至少

6

长 cm（人的电阻按1000Ω计算）; 并且分析防电墙的利弊.

【答案】 利用串联分压

U人U水=R人R水=12V

220V12VR水17000; L=13cm; 利弊见上面局限性.

3. 电动机模型(非纯电阻电路)

【例3】 能量关系: W电=E其他+Q; 即: UItEI2Rt 或者: UIPI2R

正常工作: W电=E其他+Q; 效率: 电机卡住了: W电=Q

可怜的被烧坏的电机…… E其他W电

甲图 乙图

➢ 闭合开关后, 用手按住玩具电动机的转子, 不让它转动, 这时与电动机并联的电压表读数为3V, 与电动

机串联的电流表读数为6A. 松手后, 电动机正常转动, 此时电流表读数为1A. 这台玩具电动机正常转动时, 每秒钟有 焦耳的电能转变为机械能. 【答案】 2.5

(二) 高压送电

1. 低压送电计算输送电能时损失的电功率

2. 变压器先升压再降压时, 计算输送电能时损失的电功率

7

中国科技馆模型

如图, U2为发电厂输送电能时候的输出电压, U3为用户端接受的电压. 在保证总的输出功率不变的前提下, 增大输电电压, 可以降低电流值, 大大减小了输电导线上的电热损失, 达到节能的目的.

【例5】 水电站给远距离山村送电的输出功率是100千瓦, 用2000伏电压输电, 线路上损失的功率是

2.5×104W; 如果改用20000伏高压输电, 线路上损失的电功率是多少? 【答案】 250W

【例6】 我国现阶段社会发展突飞猛进，综合国力增强，社会和家庭的用电量迅猛增加，这就给我国的输

电线路提出了更高的要求。大家都知道，输电使用的金属导线有电阻，也会有电能损失，即Q损= I2Rt ，或也称为损失功率，即P损= I 2R 。在输送电功率，即P输=U I 不变的情况下，现在输电线路较长，为避免电能的损失，都采取高压输电的方法。输电电压U = 110KV，即11万伏特的电压。我国各大发电站发出的都是三相电，即传输时是三条主线，请注意观察图16所示的输电线路场景图片。通过你所学习的知识，回答下列问题：

（1）为减少输电线路上的损失功率，应采取的办法

是 、 ； （2）请你说出采取高压输电的原理是 ； （3）从图片中可以看到，输电线路的三条主线中的一组

导线中有金属支架相连，就是三相电中的一相电。 传输一相电有的是用4根电线，有的是用6根电线， 这 样做的目的是 。

图16

【答案】 （1）减小电流、减小电阻； （2）减小电流； （3）增大导体横截面积

减小电阻。

(三) 电学实际模型

8

1. 理想电表与实际电表问题

【例4】 实际电压表正常测量时是有微小电流经过的; 电流表也是有比较小的内电阻的. 那么轻同学们分

析一下伏安法测量电阻阻值的误差.

【答案】 甲由于电压测量值大于真实值, 电阻测量值比真实值偏大; 乙由于电流测量值大于真实值, 电阻测

量值偏小.

2. 电压表、电流表改装扩大量程

【例5】 电表的改装即为利用串联、并联电路中电压电流的关系, 再串联或者并联一个定制电阻, 使得原来

的表盘再满偏的时候, 被测量电路的最大电压和电流值增大.

现在有一个内电阻为10欧姆、量程为0.1A的电流表, 若将它改装为量程为0.6A的电流表, 应该 联一个 欧姆的电阻. 若将它改装为量程为3V的电压表, 应该 联一个 欧姆的电阻. 【答案】 并; 2; 串; 20

9

3. 电池内电阻问题

【例6】 某同学复习中用图甲所示的电路再次探究串联电路电压的规律, 实验时意外发现：“当变阻器滑片

P向左移时, 两电压表的读数之和减小．”他产生了疑惑, 在老师的引导下, 知道了用久的普通干电池内部有不可忽略的电阻, 可将它看作一个理想电源（电压U恒定, 电阻为0）与一个电阻r的串联（图乙所示）．

请你帮他选择适当器材, 设计测量干电池电阻r的实验方案．

可供选用的器材：一个电压表, 符合实验要求的已知阻值的定值电阻R1、R2, 导线和开关若干, 一节旧干电池． 请完成：

（1）画出实验电路图;

（2）根据你设计的电路写出主要的实验步骤和需测量的物理量： （3）写出电阻r的数学表达式（用已知量和测量量表示）． 【答案】

步骤略, 利用总电压相等: U1（其他做法也可）

【例7】 防止电源内电阻带来的分压变化影响, 我们在伏阻法与安阻法测电阻的时候也可以进行改进.

U1UR1r=U22R2r R1R2

【答案】 全过程不改变外电路的总电阻.

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V S2 Rx S S1 R0 R R0 Rx S2 S1 A

4. 滑动变阻器分压模型

图7

S 图7R 分压电路是混联电路, 从最外层关系看, 电阻之间是串联, 是滑动变阻器右边电阻与R先并联, 再与滑动变阻器左边串联. 从最外层关系看, 依然满足串联分压的原理.

限流电路 分压电路

【例8】 小明家新买了一条标有“220V50W”的电热毯, 他想改进一下, 让电热毯增

加功率调节功能. 于是他又使用滑动变阻器, 连接了如图所示的电路. 其中R为待测电热毯的电阻, 电源两端的电压为220V, 滑动变阻器的最大阻值为100Ω．但是, 小明在测量过程中发现, 无论怎样调整滑动变阻器, 电热毯电热丝功率变化不够明显, 且查得各元件完好, 电路连接无误．请分析产生这一现象的原因．

如果仍然使用这些器材, 怎样连接电路才能有效地改变电热毯两端的电压?请画出你的电路图. 请你分别计算电路改造前、改造后电热毯的电热丝功率变化范围各自为多少? （粗略计算即可, 结果保留两位有效数字即可.） 【答案】 改造前定值电阻与滑动变阻器最大阻值比约为10:1, 滑动变阻器滑动时候, 电路中电流变化不明

显. 40—50W.

改造后电压从0变为220V, 电功率从0变为50W.

5. 测量电阻的欧姆表

多用电表用途: 测量交流/直流电压、交流/直流电流、电阻阻值、电容器容量、电感量、音频电平、频率、晶体管NPN或PNP电流放大倍数β值等.

1) 测量直流电流、直流电压的原理和直流电流表、直流电压表的原理相同.

2) 测量电阻: 内部电路原理如右图所示, 不同的Rx 对应不同的电流I(当然电流I和被测电阻Rx不

是正比的关系, 所以电阻值的刻度是不均匀的). 如果在刻度盘直接标出与电流I对应的电阻Rx值, 可以从刻度盘上直接读出被测量电阻的阻值.

测量电阻时, 在选择好档位后, 要先把两表笔相接触, 调整电阻档的调零旋钮, 使指针指在电阻刻度的零位置, 然后再把两表笔分别与待测电阻的两端相连.

当多用电表为电压档或电流档的时候表量程最左端为零刻线, 当为欧姆档的时候表量程最右端为零刻线.

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普通式多用电表 欧姆表内部结构

【例9】 某校科技小组自制一台可以测量电阻阻值的欧姆表. 如图所示,

R0欧姆表电路由一只灵敏电流表G、定制电阻R0、滑动变阻器和

干电池(设电压不变)组成. 使用时可把待测电阻接在A、B两端. 为了能直接从灵敏电流表表盘上读出A、B端接入电阻的阻值, 需要在表盘上重新标注A、B间所测电阻的阻值数. 当将A、B两端直接连接在一起时, 调节滑动变阻器使灵敏电流表指针偏转到最大位置处(满偏), 已知此时灵敏电流表内电阻、滑动变阻器的有效值和定制电阻R0的总阻值为15Ω. 问:

(1) 在欧姆表指针满偏位置处, 盘面应该标注的示数是多少? A(2) 当A、B间断开时, 该欧姆表指针所指的位置处, 盘面应该

标注的示数是多少?

(3) 该欧姆表表盘正中间位置处应该标注的示数是多少? 简要说明为什么? 【答案】 (1) 0Ω

(2) ∞

(3) 15Ω

GB

6. 电桥

【例10】图甲所示电路称为惠斯通电桥，当通过灵敏电流计 G的电流Ig=0时，电桥平衡，可以证明电桥的

平衡条件为：

．图乙是实验室用惠斯通电桥测量未知电阻Rx的电路原理图，其中R是已

知电阻，S是开关，G是灵敏电流计，AC是一条粗细均匀的长直电阻丝，D是滑动头，按下D时就使电流计的一端与电阻丝接通，L是米尺． （1）操作步骤如下：

闭合开关，把滑动触头放在AC中点附近，按下D，观察电流表指针的偏转方向；向左或向右移动D，直到按下D时，电流表指针 （填：满偏、半偏或不偏转）；用刻度尺量出AD、DC的长度l1和l2；

（2）写出计算Rx的公式：RX= ；

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【答案】 （1）不偏转；（2）；

(四) 热学与能源 1. 热机

【例11】小明去参观科技馆．

（1）他在汽车馆还看到了有关“六冲程引擎”的介绍．这

种引擎在完成四冲程工作后, 会把水注入汽缸, 使水瞬间变成水蒸气, 从而带动活塞运动, 产生第五冲程, 为汽车提供动力．第六冲程是让水蒸气进入冷凝器, 变成可再次注入汽缸的水．其中第五冲程相当于四冲程内燃机的 冲程, 在第六冲程中发生的物态变化是 ．请你帮他找出该“六冲程引擎”的一个优点： ． （2）他还看到了一种新型的“旋转焊接”技术．如图所示, 不旋转的铝件在强大压力作用下顶住高速旋

转的铜件, 通过 的方式使两者接触处温度急剧升高, 内能增大, 这样铜和铝接触处的分子相互渗透, 由于分子间存在 力的作用, 从而使两者紧密结合在一起．

【答案】 （1）做功; 液化; 充分利用燃料燃烧产生的热能（“提高热机效率”或“节约能源”等）; （2）做功;

引．

2. 地源热泵

【例12】地热是蕴藏在地球内部的天然绿色能源, 这里的“地热”是指地下一定深度的地层温度, 一年四季保

持恒温．当深度约为l00m时, 地温大约为20℃; 若深度达到千米时, 地温可达45℃以上．“北京奥运最大地热供应建筑群”利用了浅层地热供热, 以替代空调设备和锅炉．图（甲）是地热供应建筑群冬季供暖的工作原理示意图．它在地下装有内外套管, 分别形成进水管和出水管, 与地面上方散热器相接, 这一设备是利用地源热泵系统消耗少量电能来完成的一个封闭的循环水路．举世闻名的羊八井热电站, 利用了深层地热发电, 其发电原理如图（乙）所示．地热井口喷出来的汽水混合物经处理后, 蒸汽送入汽轮机进行发电．现总装机容量已达到2.5×107W．

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综合以上信息, 解答下列问题：

地热发电站的能量转化情况是 ．若羊八井地热站一天的发电量可供100台“220V l000W”的微波炉正常工作150天, 试求该发电站的供电效率.

【答案】 地热发电站的能量转化是：内能转化为电能;

一天的发电量：

W1=P1t1=2.5×107×103kW×24h=6×105kW•h,

﹣

微波炉消耗的总电能：

W2=P2t2=1000×103kW×150×24h×100=3.6×105kW•h,

﹣

该发电站的供电效率： η=

×100%=

×100%=60%

3. 光伏电池

【例13】（1）我国有些机场使用了智能屋顶．当室内温度过高, 空气流通不畅时, 屋顶会自动打开透风降

温; 反之则关闭．请在电路图中加上一根导线实现顶窗自动开闭． （2）太阳能供电．屋面为平面, 利用太阳板为部分场地和工作区域照明系统供电．如果太阳能电池光电转换效率为10%, 太阳光每天平均日照8h, 照射到地面晨的国徽能量为103J/（s•m2）, 可供103只24V, 40W的市郊节能灯正常发光10h, 则屋顶太阳能电池板的面积为多大？

【答案】 （1）当室内温度过高时, 开关自动闭合到2, 当温度过低时, 开关

自动闭合到3,

如图：

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（2）消耗的电能W=Pt=0.04kw×103×10h=41.2kw•h=1.4832×108J,

太阳能电池光电转换效率η==

所以屋顶太阳能电池板的面积为S=500m2． 答：屋顶太阳能电池板的面积为500m2．

4.

=10%,

压缩空气储能

为了利用夜晚过剩的电力, 在用电低峰的晚上用电动机带动压缩机将空气压缩进一个特定的地下空间储存. 然后, 透过一种特殊构造的涡轮机释放地下的压缩空气进行发电. 这种及时是一种更为高效的利用能源的方式, 比正常的发电技术节约一半的能源燃料.

➢ 注意做功方式及能量变化

(五) 电磁学

【例14】发电机:

下面是中国科技馆内发电机模型, 人坐在椅子上脚蹬踏板, 切割磁感线产生感应电流. 感应电流带动上方电动机工作, 电扇就转动起来, 并且可以吹转对面的白色转盘. 已知人蹬踏板的力恒为F, 并且方向平行于速度的方向; 人蹬踏板的速度大小为v. 机械能转化为电能的效率为η1, 电能转化为电扇动能效率为η2. 请计算电风扇实际功率的大小. ➢ 注意有可能给出探究实验现象, 找到感应电压大小的计算方法. 或者探究出电

动机受到磁场力的大小影响因素, 然后让同学们进行简单计算.

(六) 科技前沿

1. 新型发热材料──PTC

【例15】PTC是一种新型的半导体陶瓷材料, 它以钛酸钡为主, 渗入多种物质后加工而成, 目前家用的陶瓷

暖风器、陶瓷电热水壶、固体电热灭蚊器等就是用这种材料做成的．

PTC有一个根据需要设定的温度, 低于这个温度时, 其电阻值随温度的升高而减小, 高于这个温度时, 电阻值则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材料制成的电热器具有发热、控温双重功效, 应用十分广泛． （1）、家用固体电热灭蚊器就使用了PTC陶瓷电热元件, 如图（a）为其电阻随温度变化的图象, 由图可知, 该PTC材料的居里点温度为 ℃． （2）、家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165℃左右, 若它的温度高于165℃时, 电阻 （填“变大”、“变小”或“不变”）, 功率 （填“变大”、“变小”或“不变”）, 使其温度 （填“升高”、“降低”或“不变”）; 反之, 也能自动调节．因此用PTC材料制成的电热器具有自动调节的功能．

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（3）、如图（b）所示的陶瓷电热水壶就使用了这种材料．它的发热效率较高, PTC有一个人为设定的温度．它的工作电路如图（c）所示, R0是定值电阻, 其阻值不受温度的影响．RT是PTC的电阻, 它的电阻值与温度的关系如图（d）所示．该电热水壶在RT设定温度（100℃）状态工作时, 电路消耗的总功率1100W．

则当在设定温度状态工作时, R0、RT是 联, 连入电路的电阻RT= Ω, R0= Ω． 【答案】 （1）100; （2）变大; 变小; 降低; （3）串; 34; 10．

2. 手蓄电池

当你用双手分别按住展台上的铝板和铜板时, 电流计的指针偏转说明电路里产生了电流. 这是因为手上带有汗液, 而汗液是种电介质, 里面含有一定量的正负离子, 当你的手分别与铝板和铜板接触时, 铝比铜活泼, 铝板上汗液中的负离子发生化学反应, 而把外层电子留在铝板上, 使铝板集聚了大量负电荷. 如果用导线把铜板和铝板连接起来, 铝板上的电子将向铜板流动, 于是, 串联在导线中的电流计上便有电流通过. 同样, 把铝片和锌片插入硫酸溶液中, 也会在电路中有电流, 这就是我们常见的化学电池. 根据同样的道理, 还能做苹果电池、土豆电池等.

➢ 注意判断电流方向或者一直铜铝电极的电压, 计算人体电阻等等.

3. 磁制冷

磁制冷让冰箱告别化学制冷剂 绿色环保更高效.

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由磁性粒子构成的固体磁性物质, 在受到外磁场的作用被磁化时, 系统的磁有序度加强, 对外要放出热量; 再将其去磁, 则磁有序度下降, 又要从外界吸收热量. 这种磁性粒子系统在磁场的施加与去除过程中所呈现的热现象称为磁热效应.

四、 实验计算分析题目（二）（九年级）

【例1】 （2014•盐城）小明在学习“物质的比热容”时，取相同质量的水和沙子，用相同的酒精灯加热，测

得它们升高的温度如表，并在图乙中作出沙子升高的温度随时间变化的图线．

加热时间/min 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 温度/℃ 水 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0

沙子 4.3 7.9 15.2 18.4 21.5

（1）用温度计测量水的初温如图甲所示，其读数为 ℃． （2）实验中选用相同的酒精灯加热，可以认为相同时间内水和沙子 相同．

（3）请利用表中数据在图乙中作出表示水升高的温度随时间变化规律的图线． （4）沙子在1.0～1.5min内升高的温度有明显异常，其主要原因是 ． （5）小明再用50g水和100g水做实验，以吸收的热量Q为纵坐标，升高的温度△t为横坐标，分别画出50g水和100g水的Q﹣△t图象．它们都是过原点的直线，即Q=k△t．进一步分析，发现这两条直线的k值与对应水的 之比相等．

【答案】 （1）18； （2）吸收的热量；（3）图象如上图；（4）沙子受热不均匀；（5）质量．

【例2】 （2014•金华）小明设计了一个道路限载报警

器，原理如图甲，R0是变阻器，R是压敏电阻，R的电阻大小随压力大小变化关系如图乙，当

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超载车辆通过压敏电阻时，限载报警器就会报警． （1）调试好电路，闭合开关S1和S2，当超载车辆通过时，限载报警器会 （填“灯亮”、“铃响”）．

（2）交通主干道的抗压能力一般比村道路要强得多，若把村道路限载报警器应用到主干道，就要适当调高报警器的限载重量，下列操作可行的是 （填编号） A．把变阻器R0的滑片适当左移 B．把电源1的电压适当增大 C．把弹簧AB的A端适当左移 D．把电磁铁C适当右移．

【答案】 （1）铃响；（2）AC．

【例3】 （2014•扬州）在探究“感应电流产生的条件”实验中

（1）如图，a，b两接线柱间应接入 （大/小）量程的电流表．

（2）导体在磁场中运动时，电流表指针没有发生偏转，其原因可能是 ． （3）改正错误后继续实验，小王发现每次电流表指针的偏转角度不相同，于是他对影响感应电流大小的因素作以下猜想： 猜想一：与导体切割磁感线运动的速度大小有关； 猜想二：与磁场的强弱有关； 猜想三：与导体的匝数有关． 为了验证猜想三，他设计的方案是：分别让两个匝数不同的线圈，在如图所示的磁场中水平向左运动，观察电流表指针的偏转角度．请

对此方案作出评价，指出存在的主要问题是 ．请你说出小王最终如何判断猜想三是否正确， ．

【答案】 (1)小；

（2）开关没有闭合（或导体没有做切割磁感线运动）； （3）没有控制线圈切割磁感线速度大小不变；

比较指针两次偏转角度，若相差不大，与线圈匝数无关；若相差明显，与线圈匝数有关．

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【例4】 （2014•金华）下表为某电烤箱铭牌，如图虚线框内所示是电烤箱内部简化电路图，R1和R2均为

电热丝．

××牌电烤箱

额定电压 220V

高温档 1100W 额定功率

低温档 440W

频率 50Hz

求：

（1）电烤箱在高温档工作10分钟所消耗的电能；

（2）电路中R2的阻值；

（3）若在电路中加一个“限高温开关”，当电烤箱通过一定温度时能自动断开电路，该开关最好安装在A、B、C中的 点处．

【答案】 （1）电烤箱在高温档工作10分钟所消耗的电能为6.6×105J；

（2）电路中R2的阻值为66Ω； （3）B．

【例5】 （2014•衡阳）如图甲所示是某型号的浴室防雾镜，其背面粘贴有等大的电热膜．使用时，镜面受

热，水蒸气无法凝结其上，便于成像，下表是该防雾镜的相关数据：

面积大小 110dm2 镜子质量 1.1kg 额定电压 220V 额定功率 1W/dm2

（1）求防雾镜正常工作时的电流．

（2）经测试，在﹣10℃环境下．正常工作400s使平面镜的平均温度升高了40℃，求电热膜绐平面镜的加热效率．[玻璃的比热容为0.75×103J/（kg•℃）]

（3）如图乙所示，小明给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器，能使电热极的功率在原功率的25%～100%之间变化，以满足不同季节使用的需要．请求出R的最大阻值．

【答案】 （1）防雾镜正常工作时的电流约为0.5A；

（2）电热膜给平面镜的加热效率为75%；

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（3）R的最大阻值为440Ω．

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