初中物理电功和电功率综合题

阅读短文，回答问题。
夜幕下，某城市大道路边LED灯将道路照得犹如白昼，这种LED灯是通过光电转换来供电的。下图是某小区利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的原理示意图。其中，R是光敏电阻，此光敏电阻的阻值R、流过线圈电流I与光照度E(单位勒克斯，符号lx)之间的几次实验数据如下表所示：

光照度E/lx	5	10	15	20	25	30
光敏电阻R/Ω	60	30	20	15	12	10
线圈中电流I/m A	21. 4	27. 3	30.0	31. 6	32. 6	33. 3

当线圈A中的电流I≥30.0mA时，动触点D与静触点G、H接触。

(1)由表格中数据可知，光敏电阻的阻值R随光照度E的增强而　　　　　　　　。
(2)白天，太阳能电池板将　　　　　能转化为　　　　　　　能，这种能量通过再次转化储存在大容量蓄电池内。傍晚，当光照度小于　　　　　lx (勒克斯)时，路灯开始工作。
(3)请用铅笔画线将电路原理图连接完整，使工作电路能正常工作(与触点的接线只能接在静触点上，图中已给出静触点E、F、G、H的四根引线；连线不能交叉)。
(4)一只功率为6W的LED灯，通电后其发光亮度相当于30W的日光灯。某间教室有24 盏30W的日光灯，每天平均使用2 h，如果能用6W的LED灯进行照明，则一个月(按 30天计算)可节约电能　       k w·  h.
(5)据有关部门发布消息，5年内全市小区将全面覆盖LED路灯。但目前有部分市民反映LED路灯亮度不够，请你提出一条能提高亮度的合理化的建议：　　　　　　　　。

在“探究灯泡的电功率跟哪些因素有关”时，同学们提出了如下猜想：
甲：电功率跟电流有关，电流越高，电功率越大。
乙：电功率跟电压有关，电压越大，电功率越大。

实验次数	所用灯泡	电流表读数	灯泡亮度
1	灯泡1	0.1A	很暗
2	灯泡2	0.2A	较暗
3	灯泡3	0.3A	较亮
4	灯泡4	0.4A	很亮

（1）小明同学就猜想甲进行了如下探究：A．按照如图连好电路；B．更换不同规格的灯泡，移动滑动变阻器R的滑片，分别记下电流表的读数和灯泡的亮度。
实验结果如下：

C．小明由此得出：电功率跟电流有关，电流越高，电功率越大。
请你对小明的实验过程进行评估，他的实验有什么不合理之处？应如何改进？
不合理之处：                                                  。
改进方法：                                                    。
（2）现有如下器材：不同规格的灯泡2个、电源1个、开关1个、电压表2只、导线若干，请你设计一个实验电路来验证猜想乙，并把电路图画在方框内。

（3）探究出电功率跟电压和电流的关系后，爱动脑筋的
小明猜想：“电功率跟电阻之间也可能有一定的关系。”
于是，他向老师借了一些定值电阻和其它相关器材进行实验，实验数据如表一、表二。
表一：

R/Ω	5	10	15	20	30
I/A	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
U/v	1	2	3	4	6
P/w	0.2	0.4	0.6	0.8	1.2

   表二：

R/Ω	5	10	15	20	30
I/A	1.2	0.6	0.4	0.3	0.2
U/v	6	6	6	6	6
P/w	7.2	3.6	2.4	1.8	1.2

根据表一中的数据可以得出电功率跟电阻阻值之间的关系是：
a．                                                                   。
根据表二中的数据可以得出电功率跟电阻阻值之间的关系是：
b．                                                                   。

小明家中的电能表5月初的示数如图所示，5月份交了48.4元的电费，若每度电的价格是0.8元，则小明家5月底电能表的示数应为　，根据电能表的铭牌，你还能读到哪些信息？请写出其中的两条：

（1）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
（2）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

阅读短文，回答问题：
新型发热材料——PTC
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，其电阻随着温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随着温度的升高而增大，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、控温双重功能，应用十分广泛。
⑴ 家用固体电热灭蚊器就使用PTC陶瓷电热元件，图为其电阻随温度变化的图像，由图可知，该PTC材料的居里点温度为___________℃。

⑵ 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℃，电阻____________，功率__________，使其温度____________（以上均填变化情况）；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功能。
⑶ 某同学利用PTC电阻设计了一个“过热自动报警电路”：将PTC电阻安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，指示灯亮；当环境温度超过PTC电阻的居里点温度时，由于电阻变化，导致电磁铁磁性减弱，使警铃响。请帮他将图所示的电路连接完整。

⑷ 你认为该“过热自动报警电路”的设计或在使用过程中有何不足？（指出一点即可）

电热器是现在家庭中常用的家用电器。小明家新买了一台热水器，热水器上有这样的铭牌：
      

小明准备同爸爸一起安装热水器。请你回答下列问题：
(1) 他们应当选用下图中___   号插座为热水器插座，因为这种插座_________________        。
(2) 小明家客厅中安装的是一盏“220V 60W”的白炽灯，如果只有这盏灯和电热器连入电路，当他们正常工作时，电路中的电流和电阻会多大？
(3) 妈妈认为客厅中使用40W的灯泡亮度就足够了。但是家中有2个灯泡，标签都模糊不清了，妈妈只记得一只是60W的、一只是40W的，不将灯泡连入电路，你有办法分辨出两只灯泡吗？说明你的方法和理由。

社会发展到今天，能源危机开始困扰着人类，人们寻找各种可能的未来能源，以维持人类社会的持续发展。2006年5月24日，欧盟、美国、中国、日本、韩国、俄罗斯和印度在布鲁塞尔欧盟总部草签了一系列关于国际热核聚变实验反应堆（ITER）的协议。这是人类开发新能源的一个重大尝试，也是中国以完全平等的地位参加的最大的国际科技合作项目。热核聚变是在上亿摄氏度的高温条件下，利用氢的同位素氘、氚在可控情况下发生核聚变。聚变反应中释放出来的核能提供大量的热量。就像造出一个“人造太阳”。反应后的生成物是无放射性污染的氦。中国承担的首批国际热核聚变实验堆（ITER）部件——ITER导体任务已经于2011年8月19日正式开始批量生产。项目负责人武玉研究员介绍说，中国的ITER导体生产实现了100%的国产化，在参与ITER计划的7个国家中，中国是目前在此方面达到100%国产化率的两个国家之一。建成的实验反应堆，可以在16min产生1.44×1012J的热量。据媒体报道：1升海水提取的氢的同位素，在完全聚变反应中释放的热量相当于300升汽油完全燃烧所释放的热量.请根据所提供的数据进行估算，并回答下列问题：
（1）若汽油的密度是0.7×10³kg/m³，300升汽油的质量是多少？
（2）若汽油的热值是5×10⁷J/kg，300升汽油完全燃烧释放多少热量？
（3）需要从多少升海水中提取氢的同位素，在发生聚变反应时才可以产生1.44×10¹²J的热量？若这些热量转化为电能的效率是50﹪，则它可以提供给一台功率是2KW的空调正常工作多少小时？
（4）面对日益严重的能源危机问题，人们正在积极寻找和开发新能源，你认为除了上述方式之外，目前人类还可以开发哪些新能源？（至少举出一种）

（1）在“探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系”的实验中，如图20（甲）A、B两烧瓶内阻值分别为R_A和R_B（R_A＞R_B）的电阻丝浸在相同质量和初温的煤油中，每一烧瓶里各插入一温度计，如图所示，电流通过导体产生的热量不易直接观察，本实验中通过来显示电流产生的热量变化。上述实验中采用这种电路连接方式的目的是让　　　　相同；相同时间内，      瓶温度计示数高。

（2）想探究“两种液体比热容的大小”，对实验电路进行了改装，如图20（乙）烧瓶中装有质量相同A、B两种液体 (发热电阻丝和温度计完全相同)。
给A、B两种液体加热时，小明“先闭合S₁和S₂，后闭合S₃，一段时问后，断开S₃。”这样操作可保证加热时间相同，其目的是使两种液体_______ 相同。通过观察，发现A液体中温度计示数的变化量大，则_________液体比热容大。

“十一”去无锡市旅游的小明站在同一位置用数码相机(焦距可改变)对着无锡著名景点——锡山先后拍摄了两张照片甲和乙，如图所示。他产生了这样的疑问：物体通过凸透镜在光屏上所成像的大小与透镜的焦距有何关系呢?小明对此进行了探究。

(1)小明找来了一些凸透镜，但不知道它们的焦距，请你为他提供一种测量透镜焦距的方法。(可画图说明，4分)
(2)测出凸透镜焦距后，小明先后选用了三个焦距分别为15cm、10cm、5cm的凸透镜，在保持物距始终为35cm的情况下依次进行实验，发现所成的像越来越小。请根据实验结果判断小明在拍摄哪一张照片时照相机镜头的焦距较大。
答：拍摄      照片时照相机镜头的焦距较大。
(3)在探究过程中，小明总是让物距保持不变，请你说出他这样做的理由。

如图是某同学做“测定小灯泡的电功率”实验时的电路图，已知小灯泡的额定电压为6V，现有如下器材：电流表、电压表、开关、滑动变阻器各一个，导线若干、电源一个（电压在10V至15V之间）．

（1）该实验原理是：                ；
（2）连接电路时，开关应          ；当确认电路连接正确，准备闭合开关时，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值        ．
（3）闭合开关进行实验，记录的数据如下表

实验序号	电压表示数/V	电流表示数/A
1	3	0.16
2	6	0.3
3	12	0

从表中数据可知小灯泡的额定功率为    W．小灯泡熄灭是因为                        ．

平推杠铃架是一种健身器材，结构如图所示，其中直杆ABCD是质量分布均匀的圆柱体状杠铃杆。训练时人平躺在长凳上，双手将杠铃杆反复向上推起，起到锻炼身体的作用。

(1)请在图中画出杠铃杆的重力的示意图。
(2)杠铃杆两侧可以装配杠铃片，杠铃片按质量可分为5kg、15kg、20kg、25kg共5种型号。往空的杠铃杆上安装杠铃片时，先将一个杠铃片套在杠铃杆的一端，再将这个杠铃片水平向里推到图示位置，然后在杠铃杆的另一侧安装一个相同的杠铃片。试通过计算说明，在上述安装过程中，为了不使杠铃杆翻转，杠铃杆的质量至少应为多大? 
(3)某人在一次健身时，20s内向上推举了l0次杠铃杆，已知杠铃杆和杠铃片的总质量为80kg，如果每次推举时手斜向上移动了50cm，杠铃杆上升的高度为40cm，那么他在这次健身时推举做功的功率约为多少?

图甲是一种常见的用电器——电吹风，它既可以吹热风，又可以吹冷风。

(1)图乙是电吹风的电路示意图，图中开关所在的位置(阴影部分)表示触点D与触点l、2同时接通。请你分别在方框a、b中填入合适的元件名称“电热丝”或“电动机”。
(2)电吹风的部分参数如下表所示，当电吹风正常吹热风时，通过电热丝的电流及其l min内产生的热量分别为多少?

额定电压	220V
冷风功率	120W
热风功率	1000W
电源频率	50Hz

 

随着“西气东输”，天然气进入普通市民家庭，小明家已经开始使用天然气了。小明家原来就有个电磁炉，小明想究竟使用哪种能源更划算呢？小明开始实验并收集有关数据：
(1)小明在水壶里放入5000cm³、20℃的水，记录下当时的气量表示数是134.731m³；随后点火并将火调至最大烧水，开始同步计时；当水烧至沸腾时，气量表读数为134. 871m³，需时24min.小明查到天然气熟瞄约为4.0×10⁷J/m³，单价2.2元/m³。烧开这壶水，水需要吸收多少热量？小明家天然气炉具的效率是多少？[1标准大气压，C_水=4.2×10³J/(kg．℃)]
(2)小明又取相同的水在电磁炉上加热，使用功率为1000 W档正常工作将水加热至沸腾，需时30min。扬州的电费价格为0.5元／度。使用电磁炉烧开这壶水，需消耗多少电能？花费多少电费？
(3)你建议小明家使用哪种能源？请说明2点理由。

节约能源应从点滴做起。不少家庭习惯用遥控器关电视而不断开电源，这一方式虽然便捷，但电视在待机状态下仍要消耗电能，洋洋家彩色电视机的侍机功率大约是5W，若他家平均每天看4h电视．看完后电视总处于待机态。试问：
（1)一个月中(按30天计)，洋洋家的这台电视因待机浪费的电能是多少焦耳?
(2)（3分 ）如果将这些浪费的电能全部用来烧水．可以将多少质量的水从15℃加热到40℃?若洋洋洗—次澡需要40℃的水20kg．这些烧热的水可供他洗澡多少次？【水的比热容为4．2×10³J/(kg·℃)】
(3)请你就如何降低彩电的电能消耗，提出两条合理化建议：
①              ____________                 
②                      ______________       。

阅读下列短文
父亲拍下儿子在黄河冰面上救人的惊现瞬间
据山西晚报报道，2011年2月4日，张帆与父母来到运城平陆黄河湿地观赏天鹅，突然间，在冰水交融的湖面上，一落水女孩凄厉呼救．张帆迅速趴在了满是天鹅粪的冰面上，匍匐着向前爬去救人．张帆艰难地爬到女孩身后，把在冰面上捡到的女孩遗落的围巾甩给女孩，并向她高喊：“赶紧抓‘绳子’”．女孩很快抓紧了“绳子”，无奈女孩的身体太重，张帆反倒一次次差点被拖入水中（如图所示）．小伙子长时间的匍匐，加速了冰的熔化，张帆感觉身下涌出一股股冰水，耳边不断响起“咔嚓咔嚓”的冰裂声．就在千钧一发的时刻，景区管理人员带着救生圈，系着长绳赶来增援，落水女孩终于被托出湖面．
就在张帆救人之时，父亲张京平正在远处专心拍摄天鹅，忽然，在湖中央，一个挣扎着的女孩闯入他的镜头，紧接着，一个匍匐行进的身影，也进入他的视线．他屏住呼吸，小心翼翼地按动快门，见证、记录着一个正在发生、可遇不可求的事件！张京平调整焦距，使年轻人的面容清晰地出现在镜头里，却惊恐地发现——救人的小伙，竟是他的独生儿子张帆！

请回答下列问题：
（1）张帆趴在冰面上匍匐着爬去救人，是因为趴在冰面上能增大与冰面的       ，减小对冰面的           ，使冰面不易裂开；
（2）张帆用“绳子”去拉女孩时，反倒差点被拖下水中，说明了                ；
（3）张帆耳边不断响起“咔嚓咔嚓”的冰裂声是由于冰的       产生的；
（4）张京平使用的照相机镜头相当于一个     镜，对光线具有_________作用.

小红在使用电炉时发现，电炉丝热得发红而导线却不怎么热，这是为什么？
请你说明其中的道理。