【正文】 片 P 從一段滑到另一端時燈泡的電壓在 3V 和 6V 之間變化，（燈泡電阻的變化可以忽略）求： （ 1）燈泡 L1 正常發(fā)光時的電阻； （ 2）滑動變阻器的最大阻值； （ 3）當 S S S3 都閉合時，整個電路消耗的最小總功率． 第 20 頁（共 25 頁） 【考點】 歐姆定律的應用；電功率的計算． 【分析】 （ 1）由 P= 計算 L1 正常發(fā)光時的電阻； （ 2）當 S S2 斷開 S3 閉合時， L1 與 R 串聯(lián)，由滑片 P 在兩端時的燈泡電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理計算變阻器的最大值和電源電壓； （ 3）由 P= 計算 L2 的電阻，當 S S S3 都閉合時， L2 與 R 并聯(lián)，計算電路中最大值，由 P= 計算電路的最小總功率． 【解答】 解： （ 1）由 P= 可得 L1 正常發(fā)光時的電阻： R1= = =12Ω； （ 2）當 S S2 斷開 S3 閉合時， L1 與 R 串聯(lián)， P 在左端時，只有 L1 連入電路，此時燈泡電壓 UL=U=6V， P 在右端時， L1 與 R 的最大值串聯(lián)，此時燈泡電壓 UL1′=3V， 由串聯(lián)電路的電壓特點可得： UR=U﹣ UL1′=6V﹣ 3V=3V， 由串聯(lián)電路的分壓原理有： = = ， 所以滑動變阻器的最大值： R=R1=12Ω； （ 3）由 P= 可得 L2 的電阻： R2= = =36Ω， 當 S S S3 都閉合時， L2 與 R 并聯(lián)， 當 R 的阻值最大時，電路的總電阻最大，由并聯(lián)電路的電阻特點可得： = + ，即： = + ， 解得總電阻的最大值： R 總 =9Ω， 所以電路消耗的最小功率： P 總 = = =4W． 答：（ 1）燈泡 L1 正常發(fā)光時的電阻為 12Ω； （ 2）滑動變阻器的最大阻值為 12Ω； 第 21 頁（共 25 頁） （ 3）當 S S S3 都閉合時，整個電路消耗的最小總功率為 4W． 六、綜合能力題 26．閱讀短文 用磁懸浮點燃二極管 四川周老師向同學展示了一個有趣的實驗：他用線圈連接幾個發(fā)光二極管，把它們置于一塊輕質(zhì)鋁盤上，再把這個裝置放在電磁爐上，電磁爐通電后鋁盤突然懸浮起來，二極管同時發(fā)光（如圖），看到同學們迷惑不解的樣子，周老師解釋說： “第一，電磁爐通電后能在周圍產(chǎn)生變化的磁場，磁感線穿過鋁盤在鋁盤上產(chǎn)生漩渦電流，渦旋電流反過來又產(chǎn)生磁場，所以裝置能懸?。诙?，磁感線穿過連接二極管的線圈，線圈中產(chǎn)生電流使二極管發(fā)光． ” 其實除了閉合導體的一部分在磁場中做 切割 磁感線運動會產(chǎn)生感應電流外， 導體所處得磁場強弱發(fā)生變化同樣可以產(chǎn)生感應電流，周老師的實驗利用的就是這個原理． 根據(jù)以上材料回答下列問題： （ 1）短文中的空白位置填 切割 ，這是 電磁感應 現(xiàn)象． （ 2）鋁盤能懸浮在電磁爐上，說明鋁盤產(chǎn)生的磁場與電磁爐產(chǎn)生的磁場相互 排斥 ； （ 3）同學們觀察發(fā)現(xiàn)，二極管在發(fā)光時一閃一滅，而二極管具有單向導電性，由此可以判斷線圈上產(chǎn)生的是 交流電 （填 “交流電 ”或 “直流電 ”）． （ 4）當裝置懸浮在電磁爐上時，它受到的 磁 力和 重 力是一對平衡力． 【考點】 電磁感應；半導體的特點；平衡力的辨別；磁極 間的相互作用． 【分析】 （ 1）電磁感應現(xiàn)象：閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動，導體中就有感應電流； （ 2）同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引； （ 3）根據(jù)二極管具有單向導電性進行判斷； （ 4）懸浮在電磁爐上的裝置受到磁場間的磁力和重力作用． 【解答】 解：（ 1）閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線的運動而在導體中產(chǎn)生感應電流的現(xiàn)象叫做電磁感應現(xiàn)象； （ 2）因為同名磁極相互排斥，因此鋁盤能懸浮在電磁爐上，說明鋁盤產(chǎn)生的磁場與電磁爐產(chǎn)生的磁場相互排斥； （ 3）因為二極管具有單向導電性，而二極管在發(fā) 光時一閃一滅，說明二極管所在的電路時為通路時為斷路，因此斷線圈上產(chǎn)生的是交流電； （ 4）當裝置懸浮在電磁爐上時，它受到的磁力和重力是一對平衡力． 故答案為：切割；（ 1）切割；電磁感應；（ 2）排斥；（ 3）交流電；（ 4）磁；重． 27．小明用壓歲錢為媽媽買了一只銀手鐲作為生日禮物（如圖 1），他想通過測量密度實驗判斷手鐲是不是純銀制成的． （ 1）調(diào)節(jié)天平平衡時小明發(fā)現(xiàn)指針指在分度中線的左側，他應該把平衡螺母往 右 調(diào)； （ 2）小明設計出測手鐲密度所需的步驟： A、用天平測量銀手鐲的質(zhì)量 m B、用量筒接住溢出來 的水，待水不再溢出時讀出水的體積為 V 第 22 頁（共 25 頁） C、把手鐲放入溢水杯 D、在溢水杯中裝滿水 正確的測量順序為： ADCB ，手鐲密度的表達式 ρ= ． （ 3）小明在實驗過程中發(fā)現(xiàn)，由于手鐲的體積不大，溢水杯溢出的水太少而造成實驗誤差較大，于是，他采用另外一種方法按以下步驟進行： ①用天平測出手鐲的質(zhì)量為 ②在燒杯內(nèi)放適量的水，持天平平衡后如圖 2 所示，則其總質(zhì)量為 g； ③用細繩拴住手鐲，把它懸掛浸沒燒杯水中（不碰杯壁和杯底），調(diào)節(jié)天平重新平衡，讀數(shù)為 ，此時天平讀數(shù)增加是因為杯底受到 浮 力的反作用力，從而可以算出手鐲的體積是 3 cm3； ④計算出這只手鐲的密度為 g/cm3，將此數(shù)據(jù)與純銀的密度進行對比并得出結論． 【考點】 固體的密度測量實驗． 【分析】 （ 1）天平使用前調(diào)節(jié)平衡時，要調(diào)節(jié)平衡螺母，規(guī)則是 “右偏左調(diào)，左偏右調(diào) ”，即指針向右偏就向左調(diào)平衡螺母，指針向左偏就向右調(diào)平衡螺母，調(diào)左側的還是右側的平衡螺母都一樣． （ 2）要測量手鐲的密度，需測量其質(zhì)量和體積，實驗步驟要盡量減小測量誤差，所以先測質(zhì)量后測體積； （ 3）天平平衡時，左盤中物體的質(zhì)量等于右盤中砝碼的質(zhì)量加上 游碼在標尺上所對的刻度值． 物體間力的作用是相互的，排開水的質(zhì)量為 ﹣ ，利用排開水的體積即為手鐲的體積，結合密度公式求出體積；利用密度公式表達石塊的密度． 【解答】 解：（ 1）調(diào)節(jié)天平平衡時小明發(fā)現(xiàn)指針指在分度中線的左側，根據(jù) “右偏左調(diào)，左偏右調(diào) ”的規(guī)則，應將平衡螺母向右調(diào)． （ 2）小明設計出測手鐲密度所需的正確步驟： A、用天平測量銀手鐲的質(zhì)量 m D、在溢水杯中裝滿水 C、把手鐲放入溢水杯 B、用量筒接住溢出來的水，待水不再溢出時讀出水的體積為 V，此時即為手鐲的體積， 則手鐲密度的表達式 ρ= ， （ 3）由圖知，總質(zhì)量為： m 總 =50g+10g+=， 由于手鐲受到浮力作用，就要向下施加大小等于浮力的反作用力， 排開水的質(zhì)量 m 排 =﹣ =3g，由 ρ= 可得， V 排 = = =3cm3， 手鐲的密度 ρ= = =． 第 23 頁（共 25 頁） 故答案為：（ 1）右；（ 2） ADCB； ；（ 3） ；浮； 3； ． 28．如圖所示，日本研發(fā)的二進制地熱發(fā)電是利用熱調(diào)進行二次發(fā)電，調(diào)輪機 1 是被高溫、高壓水蒸氣推動后幫助發(fā)電機 1 發(fā)電；調(diào)輪機 2 是利用沸點較低的介質(zhì)戊烷或異丁烷之類的有機物質(zhì)、氨與水的混合液等進行加熱，產(chǎn)生低溫、高壓蒸汽推動發(fā)電機 2 發(fā)電，這樣，高溫和低溫蒸汽都能被充分利用．據(jù)推算日本到 2020 年時開發(fā) 12 萬瓦德低溫（ 53﹣ 120℃ ）熱源進行發(fā)電． （ 1）地熱發(fā)電是把地下熱能轉換為 機械 能，然后再轉換為 電 能的生產(chǎn)過程． （ 2）這些推動滑輪機的高壓氣體是水或低溫介質(zhì) 汽化 產(chǎn)生的；若回灌井中水的深度為h，井的上端水所受蒸汽壓強為 P，則回灌井中水產(chǎn)生的最大壓強是 ρ 水 gh+p ． （ 3）若煤的燃燒值約為 107J/Kg，到 2020年日本利用二進制發(fā)電每小時可節(jié)約 48 噸標準煤（假設利用煤發(fā)電的效率為 30%）． 【考點】 液體的壓強的計算；熱機的效率． 【分析】 （ 1）根據(jù) “調(diào)輪機 1 是被高溫、高壓水蒸汽推動后帶動發(fā)電機 1 發(fā)電 ”可知，熱能先轉化為渦輪機的機械能，再轉化為電能； （ 2）分析水或低溫介質(zhì)前后的狀態(tài)，可判斷是哪種物態(tài)變化； 回灌井中水產(chǎn)生的最大壓強等于上方水產(chǎn)生的壓強和上方蒸汽壓強之和，據(jù)此求解； （ 3）根據(jù)低溫熱源發(fā)電的功率和時間計算出產(chǎn)生的電能；用標準煤發(fā)電產(chǎn)生的電能與它相等，再根據(jù)用煤發(fā)電的效率 η= 可計算節(jié)約標準煤的質(zhì)量． 【解答】 解：（ 1）渦輪機 1 是被高溫、高壓水蒸汽推動后帶動發(fā)電機 1 發(fā)電的，地下熱能先轉換為渦輪機 1 的機械能， 調(diào)輪機 1 帶動發(fā)電機 1 發(fā)電，再將機械能轉化為電能． （ 2）水或低溫介質(zhì)是液態(tài)的，水或低溫介質(zhì)由液態(tài)變?yōu)楦邏簹怏w的過程是汽化現(xiàn)象； 回灌井底部受到上方水產(chǎn)生的壓強和上方蒸汽壓強， 所以回灌井中水產(chǎn)生的最大壓強： p 最大 =ρ 水 gh+p； （ 3）根據(jù)題意可知，低溫熱源發(fā)電功率 P=12 104kW，工作時間 t=1h， 所以低溫熱源產(chǎn)生的電能： W 電 =Pt=12 104 103W 3600s= 1011J， 用標準煤發(fā)電產(chǎn)生的電能與 它相等，又因為用煤發(fā)電的效率 η= ， 即 η= ， 第 24 頁（共 25 頁） 30%= ， 解得： m= 104kg=48t． 故答案為：（ 1）機械；電；（ 2）汽化； ρ 水 gh+p；（ 3） 48． 第 25 頁（共 25 頁） 2022 年 10 月 21 日