一道物理電學(xué)題

【專家解說】：1.小明家有一個(gè)標(biāo)有“220V、800W”的電爐，在額定電壓下用10分鐘能燒開一壺水。一天他用這個(gè)電爐在相同環(huán)境下（空氣的溫度和壓強(qiáng)相同）燒開同樣一壺水用了12分鐘，請(qǐng)你幫助小明算一算他家當(dāng)時(shí)的電源電壓約為多大。你在計(jì)算中使用了哪些近似條件？

2.做電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)需要測(cè)量約0.5安的電流,但是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)當(dāng)時(shí)只有一個(gè)量程為0.3安的電流表.如果手邊有12伏學(xué)生電源、0～50歐的滑動(dòng)變阻器、電爐用的電阻絲，以及導(dǎo)線和開關(guān)，有什么簡(jiǎn)單辦法可以把電表的量程臨時(shí)地近似改為0.6安?畫出電路圖,簡(jiǎn)述操作步驟。

3.小芳家有一只用來燒開水的電熱水壺，銘牌上標(biāo)著“220V，1000W”字樣。請(qǐng)你幫她設(shè)計(jì)一種方法，用來測(cè)量這只水壺?zé)畷r(shí)的效率。寫出所用器材、測(cè)量步驟，導(dǎo)出計(jì)算公式

4.有一個(gè)瀑布，每分鐘有60米3的水從50米高處落下，想利用它建設(shè)小水電站。若水的機(jī)械能有70％轉(zhuǎn)化為電能，送電電壓為 10000伏特，導(dǎo)線上的電流是多少？（g= 10牛頓／千克）。

5.甲、乙兩處距離為L(zhǎng)，其間鋪設(shè)了由兩根導(dǎo)線組成的電話線，每單位長(zhǎng)單導(dǎo)線的電阻為r(r的單位為歐/米)，乙處終端接有負(fù)載電阻，如果線路中途某處兩導(dǎo)線因絕緣層損壞而相聯(lián)，為了找出相聯(lián)位置，給你一臺(tái)電壓為U的直沉穩(wěn)壓電源和一個(gè)量程合適的電流表，怎樣求出損壞處離甲端的距離和損壞處的接觸電阻？

6.照明電路用電高峰時(shí)，電燈就會(huì)暗下來，這是由于電燈兩端電壓降低的緣故。某同學(xué)想測(cè)算電燈兩端的實(shí)際電壓，但手頭沒有交流電壓表，只有一塊手表、一把帶有銘牌的電烙鐵、配電盤上還有一塊正在運(yùn)行的帶有銘牌的電度表。他利用這些器材就測(cè)算出了照明電路中用電器兩端的實(shí)際電壓，請(qǐng)你說明他的測(cè)算方法。

7.有兩種燈泡，分別標(biāo)有（110伏 60瓦）和（110伏25瓦），把它們接入家庭照明電路中。
（1）能不能各取一只串聯(lián)使用？請(qǐng)說明原因。
（2）若把兩種燈泡在同一電路中混合使用，并使它們都能正常發(fā)光，最少應(yīng)各使用多少只，如何連接？
（3）這時(shí)總電功率是多少？

8.在四個(gè)外型完全一樣的電阻中，有三個(gè)電阻的阻值完全相同，為了挑出那只阻值不同的電阻，并確定它的阻值是偏大還是偏小，小華設(shè)計(jì)了如圖所示的電路。閉合開關(guān)后，他發(fā)現(xiàn)電流由Q流向P，電流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn)。請(qǐng)你幫助他完成實(shí)驗(yàn)，并回答他是如何得到結(jié)果的？（要求寫出實(shí)驗(yàn)操作過程，過程要盡量簡(jiǎn)便。

9.目前新建樓房的供電系統(tǒng)中已經(jīng)不再使用保險(xiǎn)絲，而是使用一種自動(dòng)控制的安全電路。當(dāng)用電負(fù)荷過大或發(fā)生短路時(shí)，電路會(huì)自動(dòng)切斷；如果站在地面上的人碰到火線而使火線與大地經(jīng)人體構(gòu)成通路，電路也會(huì)自動(dòng)切斷，以保人身安全。
小玲家新居中裝的就是這樣的電路。搬家后，她看到墻上的電源插孔是三線的，為了安裝電視機(jī)，她買了一個(gè)插銷板，插在墻上的一個(gè)三線插孔中，然后把電視機(jī)的插頭插在插銷板上的插孔內(nèi)。但是，接通電視機(jī)的電源時(shí)，室內(nèi)所有插座全都斷電，表明電路自動(dòng)切斷了。到配電箱一看，果然是“掉閘”（總開關(guān)自動(dòng)切斷）了。
是電視機(jī)出了故障，用電量太大了？用手把總開關(guān)閉合，換其他幾個(gè)確保正常的用電器插到這個(gè)插銷板上，直至耗電只有15瓦的小臺(tái)燈，仍然是這樣。但是，把插銷板插到墻上其他插孔上，一切正常。問題可能出在哪里？為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象？怎樣解決？

10.1996年清華大學(xué)和香港大學(xué)的學(xué)生合作研制了一輛太陽能汽車．車上電池的太陽能接收板的面積是8m2，它正對(duì)太陽時(shí)電池能夠產(chǎn)生120V的電壓，并對(duì)車上電動(dòng)機(jī)提供10A的電流．電動(dòng)機(jī)的直流電阻為4Ω，而太陽光照射到地面時(shí)單位面積上的輻射功率為1．0×103W／m2．求：
1．該車的太陽能電池的效率是多少?電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是多少?
2．若太陽輻射的總功率為3．9×1．026 W，且太陽光在穿過太空及地球大氣層到達(dá)地面的途中有28％的能量損耗，還知道半徑為R的球面面積為S=4πR2．請(qǐng)根據(jù)這些資料計(jì)算太陽到地球的距離．

11.劉家峽水電站電機(jī)組的總功率是1.225×10的6次方 kw.h，如果一年輸出電能5.7×10的9次方 kw.h ,發(fā)電機(jī)組一年工作的總時(shí)間是多少？

12.風(fēng)是由太陽輻射引起的。太陽照射到地球表面，地球表面各處受熱不同，產(chǎn)生溫差，從而引起大氣的對(duì)流運(yùn)動(dòng)形成風(fēng)。據(jù)估計(jì)到達(dá)地球的太陽能中雖然只有大約2％轉(zhuǎn)化為風(fēng)能，但其總量仍是十分可觀的。全球風(fēng)能的總功率約為2.74×1012KW，其中可利用的功率為2.1×1010KW，比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍。全世界每年燃燒煤炭得到的能量，還不到風(fēng)力在同一時(shí)間內(nèi)所提供給我們的能量的1％?？梢?，風(fēng)能是地球上重要的能源之一。
風(fēng)能與其他能源相比，既有其明顯的優(yōu)點(diǎn)，又有其突出的局限性。風(fēng)能具有四大優(yōu)點(diǎn)和三大弱點(diǎn)。四大優(yōu)點(diǎn)是：（1）蘊(yùn)量巨大；（2）可以再生；（3）分布廣泛；（4）沒有污染。三大弱點(diǎn)是：（1）能量密度低；（2）穩(wěn)定性差；（3）地區(qū)差異大
問題：
（1）若煤炭的燃燒值為3.0×107J/Kg,則請(qǐng)根據(jù)以上相關(guān)數(shù)據(jù)推算出全世界每小時(shí)大約燃燒多少t的煤炭？（結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后1位數(shù)字）
（2）若風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是40%，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的效率是50%，則全球可利用的風(fēng)能1小時(shí)可以得到多少KWh的電能？這些電能可以讓多少噸的水溫度升高10℃？（結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后1位數(shù)字）
（3）如果能夠充分開發(fā)和利用風(fēng)能的話，對(duì)于世界能源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)將會(huì)有很大的作用。但是在我國(guó)，風(fēng)能到目前為止都沒有很廣泛地利用起來。請(qǐng)就你所知道的相關(guān)知識(shí)談一談其中的原因。（只需答出一個(gè)原因）

13.山區(qū)某工地施工時(shí)，照明電路需用導(dǎo)線從離工地250米處的電源引來，工地上要用一只“220V 100W”和一只“220V 200W”的燈泡來照明，所用導(dǎo)線的電阻為每米0.018歐，如果電源兩端的電壓為220伏，且保持不變，試求照明時(shí)導(dǎo)線上所消耗的功率和每只燈泡實(shí)際所消耗的功率。（計(jì)算時(shí)不考慮燈絲電阻的變化，數(shù)值只取整數(shù)，小數(shù)可四舍五入

14.課外活動(dòng)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)制作了一個(gè)電熱孵卵器，他們用兩根額定電壓和額定功率都相同的電熱絲作熱源，再連入一個(gè)電阻R0，使這臺(tái)孵卵器即使斷了一根電熱絲，單絲工作產(chǎn)生熱量的效果仍然與雙絲工作時(shí)產(chǎn)生的熱量效果完全相同．若電源兩端的電壓為U，兩絲的額定電壓均為UL、額定功率均為PL．
(1)畫出孵卵器的電路圖．(2)R0的阻值是多大?
(3)R0在單絲工作與雙絲工作狀態(tài)下消耗功率之比是多少?

15.上題水箱中的水在冬天往往溫度不夠高，同學(xué)們?cè)谒渲屑友b了一個(gè)“220 V， 2000 W”的電熱管，并利用一個(gè)“6 V， 1W”的小燈泡和一段10Ω/m的電阻絲，為電熱管安裝了一個(gè)指示燈。
（1）畫出電熱管及指示燈的電原理圖。
（2）在同學(xué)們的方案中，小燈泡兩端的電壓是按5V設(shè)計(jì)的。對(duì)于指示燈來說，這樣設(shè)計(jì)有什么好處？
（3）按上述設(shè)計(jì)，電阻絲需截用多長(zhǎng)的一段？
（4）安裝指示燈后，電熱管的實(shí)際功率是額定功率的百分之幾？

16.某機(jī)床上使用的一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)，標(biāo)有“36V，24W”的字樣。用多用電表測(cè)得電機(jī)的電阻為2 Ω。試計(jì)算這臺(tái)電動(dòng)機(jī)在滿負(fù)荷工作時(shí)的效率。

17.手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等電器中多使用可充電電池，電池上所標(biāo)的“電壓”和“容量”是兩個(gè)重要參數(shù)．容量的單位通常為“毫安時(shí)”(符號(hào)mA．h)．某種可充電電池所標(biāo)的電壓是1．2V，容量是1300mA?h，請(qǐng)估算這種電池可儲(chǔ)存的電能

18.用電流表和電壓表測(cè)電流和電壓時(shí)，通常并不考慮儀表本身電阻對(duì)待測(cè)電路的影響，而將其視為“理想儀表”即認(rèn)為電流表的內(nèi)阻為零，電壓表的內(nèi)電阻為無限大。實(shí)際上，電流表和電壓表都有一定的電阻值，因而我們可以把電流表看成一個(gè)能顯示通過自身電流大小的其阻值很小的電阻；可以把電壓表看成一個(gè)能顯示自身兩端電壓大小，的其阻值很大的電阻。所以，把電流表或電壓表接入待測(cè)電路時(shí)，就相當(dāng)于在待測(cè)電路中串聯(lián)一個(gè)電阻，或并聯(lián)一個(gè)電阻。這樣，電流表兩端就要有一定的電壓，電壓表中就要通過一定的電流，因此實(shí)際上很難同時(shí)精確地測(cè)出待測(cè)電阻兩端的電壓和通過待測(cè)電阻的電流。
1、現(xiàn)有一個(gè)是量程為0.6A，內(nèi)電阻為0.13歐的電流表，能否用它測(cè)量某電路兩商量的電壓？若不能，請(qǐng)說明理由，若能，請(qǐng)說明用它能測(cè)量的最大電壓值。
2、現(xiàn)要精確測(cè)量一個(gè)阻值約為8歐的電阻Rx，實(shí)驗(yàn)室提供下列器材。
電流表A1：量程100mA，內(nèi)電阻r1=4歐
電流表A2：量程500μΑ，內(nèi)電阻r2=750歐
電壓表V：量程10V，內(nèi)電阻r3=10k歐，
變阻器R0：阻值約為10歐
定值電阻R1：阻值約10k歐
電池E：兩端電壓約1.5V，開關(guān)S，導(dǎo)線若干
（1） 選出你測(cè)量時(shí)所需的適當(dāng)器材，并畫出電路圖
（2） 需要測(cè)量哪些物理量？根據(jù)所測(cè)物理量，寫出被測(cè)電阻Rx的表達(dá)式。

19.科技小組的同學(xué)們準(zhǔn)備對(duì)市場(chǎng)上一批標(biāo)有“PZ220V—100W”的燈泡進(jìn)行一項(xiàng)質(zhì)量檢測(cè)。他們測(cè)出燈泡在不同電壓下的實(shí)際電流值(見下表)。實(shí)驗(yàn)操作可靠、數(shù)據(jù)無誤。
電壓U／V …… 180 185 l90 195 200 205
電流I／A …… 0.417 0.426 0.434 0.441 0.447 0.453

電壓U／V 210 215 220 225 230 235 240
電流I／A 0.458 0.462 0.467 0.47l 0.475 0.479 0.482

請(qǐng)你回答：
(1)試通過計(jì)算說明這種燈泡在標(biāo)稱電壓下工作時(shí)，其消耗的功率是否等于額定功率。
(2)假如生產(chǎn)這種燈泡的鎢絲的粗細(xì)是一定的．為使其在標(biāo)稱電壓下工作時(shí)消耗的功率等于額定功率，其長(zhǎng)度為一確定的數(shù)值l0，實(shí)際上這個(gè)燈泡鎢絲的長(zhǎng)度比 l0長(zhǎng)了還是短了?為什么?
(3)如果要使這種燈泡達(dá)到額定功率，加在燈泡L的實(shí)際電壓應(yīng)為多大?
提示：可用作圖象的方法解答。在圖10的坐標(biāo)紙上作出相關(guān)圖象、根據(jù)圖象求得結(jié)果。(圖十就是普通的坐標(biāo)軸，沒辦法上傳，所以自己畫一個(gè)將就一下啦）

20.李明同學(xué)家要買一個(gè)燒水用的水壺，超市里有兩種容積相同但品種不同的鋁質(zhì)水壺可供選購(gòu)，一種是放在液化氣灶上用的，另一種是壺內(nèi)裝有電熱器的。李明想比較哪一種水壺?zé)″X。他首先進(jìn)行了調(diào)查，得到如下資料、當(dāng)?shù)鼐用裼秒姷膬r(jià)格是0.5元/度；瓶裝液化氣的價(jià)格是60元/瓶（每瓶中液化氣的質(zhì)量約為15 kg，液化氣的熱值為4.2×107J/kg )；用液化氣燒水的熱效率約為30%，用電熱水壺?zé)臒嵝始s為90％。根據(jù)以上信息，請(qǐng)你通過計(jì)算分析一下用哪種水壺?zé)″X。
我在百度上找的，沒有圖