第二十二屆全國(guó)初中應(yīng)用物理競(jìng)賽試題及答案-資料下載頁(yè)
2025-01-09 08:09本頁(yè)面
【正文】 電阻??；當(dāng)電熱絲接入家庭電路工作時(shí)，消耗的電功率較大，一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量多，溫度升高顯著，電阻變大明顯：由公式 P＝ 2UR可知，此時(shí)消耗的電功率比測(cè)得的電阻計(jì)算的電功率 要小一些。 ?????????? （ 3分 ） 3．電熱器在給水加熱時(shí)。由于水在吸熱的同時(shí)還在散熱 （ 向空氣傳遞熱量、蒸發(fā)吸熱 ） ，并且隨著水溫的升高，水溫與環(huán)境溫度差增大，熱傳遞的速度加快、水蒸發(fā)時(shí)吸熱的速度也加快，導(dǎo)致水的溫度升高減慢；當(dāng)散失熱量與從電熱絲吸收到的熱量平衡時(shí)，水溫就不再升高了。 ??? （ 2分 ） 加熱功率越小，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越少，達(dá)到上述平衡時(shí)與環(huán)境的溫差越小，所以水能達(dá)到的最高溫度越低。 ???????????????????????? ? （ 1分 ） 五、 （ 12分 ） 參考解答 1．油箱裝滿油時(shí)，下半部分 容積： V2=20210－ 3mL＝ 410－ 2m3 上半部分容積： V1=V－ V2＝ 610－ 2m3＝ 410－ 2m3=210－ 2m3 上半部分高度： h1＝ 11VS = 212 1010???m=210－ lm???????? （ 1分 ） 汽油的深度： h＝ h1+h2=210－ 1m+210－ 1m=410－ 1m 汽油對(duì)壓敏電阻的壓強(qiáng)： p＝ ρ汽油 gh=10310410－ 1Pa=103Pa????? （ 1分 ） 汽油對(duì)壓敏電 阻的壓力： F=pS=1031010－ 4N＝ ?????????? （ 1分 ） 由圖 11乙可知： Rx=30Ω???????????????????????? （ 1分 ） 由題意可得： R0=1UI － Rx= Ω－ 30Ω=100???????????????? （ 1分 ） 汽油用完時(shí)，由圖 11乙可知： Rx′ ＝ 300Ω????????????????? （ 1分 ） 通過油量表的電流： I2=0 xURR?＋ = 2410 300＋ Ω ＝ ???????? ??? （ 1分 ） 2．油量表指向滿刻度的 14 位置，通過油量表的電流： I3=14 6A= 此時(shí)壓敏電阻阻值： Rx″＝ UI － R0＝ － 10Ω＝ 150Ω ?????? ?? （ 1分 ） 由圖 11乙可知，汽油對(duì)壓敏電阻的壓力： F″＝ 汽油對(duì)壓敏電阻的壓 強(qiáng) p″＝ FS? ＝ 10? －Pa＝ 7102Pa 10 汽油的深度： h″＝ pg??汽 油＝ 237 10 10???m＝ ???????????? （ 1分 ） 剩余汽油的體積： V″＝ S2h″＝ 2010－ 2＝ 210－ 2m3 汽車行駛 100km，消耗汽油的體積：Δ V＝ 226 10 2 104??－ －－m3＝ 10L????（ 1分 ） 3． 因油箱上部橫截面積較小，消耗相同體積的汽油，上部的液面高度變化較大，導(dǎo)致汽油對(duì)壓敏電阻的壓 力變化較大，所以電流表示數(shù)變化較快?????????? ? （ 2分 ） 六、 （ 15分 ） 參考解答 1．該電力線路采用鋼芯絞線而不采用與之相樣結(jié)構(gòu)、尺寸的鋁絞線，其主要目的是為了提高輸 電線的抗拉能力，從而可以適當(dāng)?shù)卦龃髼U距，節(jié)省桿材及人工等。?? ? 2分 ） 2．取一根長(zhǎng)為 L的結(jié)冰鋼芯鋁絞線作為研究對(duì)象．其橫截面如圖答 － 1所示。當(dāng)該鋼芯鋁絞線所承受的拉力達(dá)到其正常工作情況下拉力的 5倍時(shí)，也就是該段導(dǎo)線上所結(jié)冰的質(zhì)量達(dá)到該段鋼芯鋁絞 線質(zhì)量的 4倍的時(shí)候，就必須進(jìn)行除冰作業(yè)了。 設(shè)單股線芯的橫截面積為 S，直徑為 d；長(zhǎng)為 L的結(jié)冰鋼芯鋁絞線中鋁的質(zhì)量為 m鋁 ，鋼的質(zhì)量為 m鋼 ，冰的質(zhì)量為 m冰 。冰的橫截面積為 S冰 ；則有： 冰的質(zhì)量： m冰 =4m鋁 ＋ m鋼 ） ???????????????????????? （ 2分 ） 又因?yàn)椋?m冰 ＝ ρ 冰 S冰 L m鋁 ＋ m鋼 （ 6ρ 鋁 ＋ ρ 鋼 ） SL??????????? ??? ? （ 2分 ） 所以： S冰 ＝ 46 S???? 鋁 鋼冰（ ＋ ） ＝ 3334 6 2 .7 1 0 7 .9 1 00 .9 1 0 S? ? ? ??（ ＋ ）＝ ?? ? （ 2分） 該鋼芯鋁絞線連同上面的冰，總的橫截面積： S總 ＝ S冰 ＋ 7S＝ ＋ 7S＝ ? 2分） 即 SS總 ＝ 又因?yàn)椋?SS總 ＝ 22Dd，所以： D＝ SS總d＝ ＝ （ 2分） 即：該鋼芯鋁絞線直徑 D增大到 。 3．取 一根長(zhǎng)為 1m的該種結(jié)冰鋼芯鋁絞線作為研究對(duì)象，短路熔冰時(shí)通過的電流為 I，其熱功率為 P，其電阻為 R。考慮到該種鋼芯鋁絞線表面為冰所覆蓋．其溫度與常溫偏差不大，故不考慮溫度對(duì)其電阻的影響，其電阻可看作 R=／ km 1m＝ 10 － 3Ω。???????????? （ 1分 ） 有 I＝ PR＝ 10??A＝ ????????????????? ?? （ 2分 ） 即：短路熔冰時(shí)通過一根鋼芯鋁絞線的電流大約是 。
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