初中应用物理知识竞赛专题讲义专题19 生活用电.doc

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1、初中应用物理知识竞赛专题讲座19专题十九生活用电【知识要点解读】1．我们家庭生活用电都是交变电流，照明电路电压为220V，频率为50Hz。2．家庭电路的主要设备为照明灯和家用电器。家庭电路中为了避免事故要在电路中串联有保险丝；为了便于检修，安装有总开关；为了测量一定时间用电多少，安装有电能表。3．用测电笔可以辨别家庭电路中的火线和零线。4．不高于36V的电压是安全电压。【竞赛知识拓展】电能表上所标电压为额定电压，所标电流为允许通过的电流（额定电流）。由P=UI可计算出电能表允许安装的用电器最大功率。【经典竞赛题分析】例1、（14分）(2016全国初中应用物理

2、知识竞赛)如图17所示为一种新型电器——无叶空气净化暖风器，兼具风扇、制暖和空气净化的功能，其铭牌如表所示。如图18甲所示，电器的底部为进气口，空气进入时要经过滤网净化，然后被马达送入环形通道（内有加热元件）。环形通道一端开有细缝，空气从细缝高速吹出。如图18乙所示，高速吹出的气流，能带动周围和后方的空气，使形成风的空气体积比进气体积增加十几倍。1．请解释这种电器形成风的空气体积比进气体积增加很多的原因。2．如果要将一个“10m×7m×3m”的房间的温度从15℃提升到20℃，请回答：(1)请估算该电器至少需要工作多长时间？（己知空气的密度约为1.22　kg/

3、m³，比热容约为1×10³J/（kg·℃）空气净化暖风器铭牌最大功率制暖2000W凉风/净化40W送风距离4-7m最强进气气流可达33L/s(升/秒）最强出风气流可达434L/s(升/秒）(2)反思你的估算和实际情况有何差异、解释为什么会有差异？3．如果要净化该房间内的空气，请回答：(1)该电器过滤一遍与房间相同体积的空气至少需要多长时间？(2)反思你计算出的时间和实际情况下将空气过滤干净需要的时间有何差异、解释为什么会有差异？例2.（2014上海市初中物理竞赛初赛试题）关于家用电路，下列说法中正确的是（）A．电路中的总电阻较大，是因为同时工作的用电器较多[

4、来源:Zxxk.Com]B．电路中的总电流较大，是因为用电器的电阻较大C．安装保险丝，是因为保险丝的电阻较大D．电炉丝热得发红，连接电炉的导线却不热，是因为电炉丝的电阻远比导线的电阻大[来源:Z§xx§k.Com]【参照答案】．D例3、（12分）（2012全国初中应用物理知识竞赛）在学校创新比赛中，小亮同学设计了一个多档位的电热水器。图10甲所示是他设计的电热水器的工作电路图，R1和R2是两根电热丝。他设计的旋转开关如图10乙所示，旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的边缘依次有共10个金属触点（在图乙中用“○”表示，“○”中标有1、2、3、4编号，编号相同的触

5、点用导线连接）。可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将相邻的触点连接。例如，图10乙中，旋钮上的箭头指向图中位置D，此时，金属滑片将1、2两触点接通，同时另一端也将3、4两触点接通。当旋钮上的箭头指向A、B、C、D不同位置时，可以实现四档加热功率。他设计的四档加热功率如下表所示：温度档位高温中温2中温1[来源:学科网]低温加热功率/W1100660440264[来源:学科网]1．如果要实现旋转开关沿某个方向转动时，加热功率依次递减或递增，通过计算，分析说明电热丝R1和R2的阻值应该分别为多大?旋钮上的箭头指向A、B、C、D不同位置

6、时，分别对应哪一档加热功率?2．小亮根据计算结果，借助电池组、电压表和电流表分别截取了电阻大小符合要求的两根电热丝，并按电路图连接好。经检查无误后，小亮将电热器接入家庭电路，同时借助电能表和手表测量电热器在不同档位工作时实际消耗的电功率，结果发现每一档的实际功率均小于按照电热丝电阻值计算的结果，测量后发现电源电压为220V。请简单解释产生这种偏差的原因。3．使用中他发现水温开始升高较快，后来水温升高越来越慢，最后甚至会保持某个温度不再升高，此时水并没有沸腾。并且选择加热档位功率越小，水能够达到的最高温度越低，这是为什么?例4（15分）（2012全国初中应用物

7、理知识竞赛）如图12甲所示，冰冻是造成高山地区冬季输配电线路倒塔（杆）断线的重要原因。为了避免这类事故的发生，一方面电力工人要及时对输电线路进行除冰作业，另一方面要加强输电线的抗拉能力。一般高压输电线每一根都是由一股位于中间的钢质线芯和六股相同粗细的铝质线芯绞在一起组成的，其横截面如图12乙所示。这种输电线通常被称为钢芯铝绞线（代号LGJ）。已知该钢芯铝绞线所能承受的最大安全拉力为其正常工作情况下拉力的5倍。下表是该种钢芯铝绞线的相关技术数据。铝线（股数×直径）钢线（股数×直径）导线外直径电阻安全载流量（mm）（mm）（mm）（Ω／km）70℃80℃90℃6

8、×3.801×3.8011.40.5194A228A