科学竞赛辅导---电学中能量守恒
例题：1、小华组装了一台直流电动机模型，她将电动机模型接
入如图（a ）所示的电路中，已知电源电压U=3V ，并保持不变，
线圈电阻R=1．5Ω，接通电路后，电动机正常转动，电流表读
数I=0．8A ，已知电动机正常工作时的能量转化关系如图（b ）
所示，摩擦不计，求：
（1）电动机正常转动1min 消耗的电能W 和线圈产生的热量Q ．
（2）电动机输出的机械功率P ． （3）电动机能量转换效率η．
2、高压输电线路长约600Km,每根高压输电线的电阻为160Ω,若用100kv 电压输电,输送的功率为1000kw,则每小时每根输电线损失的电能是( )
A ．1000kwh
B ．16kwh
C ．62500kwh
D ． 984kwh
学以致用
1、中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村电价过高，农民负担过重．其中客观原因是电网陈旧老化，近来进行农村电网改造，为减少远距离输电的损耗而降低电费价格，可采取的措施有（ ）
A ．提高输送功率
B ．应用超导材料做输电线
C ．提高高压输电的电压
D ．减小输电导线的横截面积
2、小明仔细观察家中的电视机、电风扇、白炽灯和节能灯四种电器，发现它们上面都标有" 220V 40W "的字样，若它们都在额定电压下工作相同的时间，则产生的热量最多的是( )
A.电视机
B.电风扇
C.白炽灯
D.节能灯
3、小华准备参加玩具赛车比赛，他运用图所示的电路来挑选一只能量转换效率较高的电动机．设电池的电压恒定不变，他先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，闭合开关后读出电流表的读数为2A ；然后放手，当电动机正常转动时，又读出电流表的读数为0.6A ．则该玩具电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为（ ）
A ．91%
B ．70%
C ．30%
D ．9%
4、某一用直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量为
50kg ，电源电压为1l0V ，不计电源电阻及各处摩擦。当电动机转
动，使物体以0.9m ／s 的速度匀速上升时，电路中的电流大小为
5A 。则电动机线圈的电阻大小为（g=10N ／kg ） （ ）
A 、22Ω
B 、11Ω
C 、16Ω
D 、4Ω
5、电动机和发电机在构造上差异不大。一个玩具电动机，像图（a ）那样接上电源会转动；而像图（b ）那样，让其转动起来就可以发电，使小灯泡发光。那么，下列说法 不正确的是（ ）
A ．图（a ）的能量变化：化学能 电能
机械能和内能
B ．图（b ）的能量变化：机械能 电能 内能和光能
C ．若相同时间内，图（a ）电池提供的电能与图（b ）灯泡消耗的电
能相等，则图（a ）获得的机械能将小于图（b ）消耗的机械能
D ．若相同时间内，图（a ）电池提供的电能与图（b ）灯泡消耗的电
能相等，则图（a ）获得的机械能将等于图（b ）消耗的机械能
6、在远距离输电时，一般采用高压输电，这样可以减少输电线路的
能量损失．若我市石门县火力发电厂发电机组的输出功率为
P 0，如果
采用电压U 输送，线路损耗功率为P ；如果将输送电压提高为原来的n 倍，则线路损耗功率为( )． A ．P/n B ．P/n 2 C ．P 0/n D ．P 0/n 2
7、如图是一个玩具汽车上的控制电路，小明对其进行测量和研究发现：电动机的线圈电阻为1Ω，保护电阻R 为4Ω，当闭合开关S 后，两电压表的示数分别为6V 和2V ，则电路中的电流为 A ，电动机的功率为 W 。 8、如图是电动汽车动力系统示意图。汽车行驶时，通过改变滑动变
阻器的阻值来调节电动机转速，从而改变行驶速度。当汽车速度最大时，电压表的示数为180V ，电流表的示数为15A ，此时电动机消耗的
功率为 W 。若电动机的内阻为0.4Ω，则电动机内阻的发热
功率为 W 。 9、手机、数码相机等电器中多使用可充电电池,电池上所标的"电压"
和"容量"是两个重要参数。容量的单位通常为"毫安时"(符号mA-h)。某种可充电电池所标的电压是1.2V,容量是1300mA-h,请估算这种电池可储存的电能 。
10、某航海模型中有一如图所示的配件，由电压恒定的电源和一个阻值恒定的电阻R l 串联组成，密封在一个盒子内，只露出两个接线柱A 、B 。若将一电流表直接接在
A 、
B 上，电流表的示数为I 1=2.0A ；若将一只阻值为R 2=12Ω的电阻与
电流表串联后接在A 、B 两接线柱上，电流表的示数为I 2=0.5A 。
(1)求电源电压U 和电阻R l 的值。
(2)如果把一只内阻为r=4Ω的电动机和一电流表串联后接在A 、B 两接线柱上，电流表的示数为I=0.2A ，求电动机在t=lmin 时间内消耗的电能。
11、1996年清华大学和香港大学的学生合作研制了一辆太阳能汽车，车上太阳能电池接收
板的面积是8m 2，它正对太阳时电池能够产生120V 的电压，并对车上电动机提供10A 的电流。
电动机线圈的直流电阻是4Ω，而太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为 1.0×103w/m 2.
求：该车的太阳能电池的效率是多少？电动机把电能转化为机械能的效率是多少？
（提示：电池的效率是指电池的输出功率与太阳能接收板接收的功率的比值。电动机的效率是电能转化为机械能的功率与电池输出功率之比）
12、如图所示的电动机是一种使用广泛的动力机械，从能量转化的角度看．它主要是把电能转化为机械能，还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉。现
有一台电动机，当电动机两端加220V 电压时，通过电动机线圈的电
流为50A 。问：
（1）每分钟该电动机消耗的电能是多少，
（2）已知电流通过导体时产生的热量Q=I 2Rt （其中I 、R 和t 分别表
示通过导体的电流、导体的电阻和通电时间），若该电动机线圈的电
阻是0.4Ω，则线圈每分钟产生的热量是多少?
（3）这台电动机每分钟所做的机械功是多少?
9、太阳能是21世纪重点发展的能源之一。太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动汽车的一种新型汽车。一辆太阳能实验车，车上太阳能电池接受太阳能的面板的有效面积为S=8 m2，太阳光照射到电池板每1m2面积上辐射功率为P0=1KW，在晴朗的天气，电池对着太阳时产生的电压为U=120V，并对车上的电动机提供I=10A 的电流，试问：
（1）太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？
（2）如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力为150N，则汽车的行驶速度是多大？
一个实验用的电动机与电流表串联后接在6V的直流稳压电源上，闭合开关后电动机并没转动，这时电流表的读数为5A，检查发现电动机轴上的齿轮被卡住了，排除故障后，让电动机带动轻负载转动，这时电流表的读数为lA，由此可以算出，此时电机的机械功率
是 w。
一个实验用的电动机与电流表串联后接在6伏直流稳压电源上。闭合开关后电动机并没转动，这时电流表的读数为5安，检查发现电动机轴上的齿轮被卡住了。排除故障后，让电动机带动轻负载转动，这时电流表的读数为1安，由此可以算出，此时电能做机械功的功率为_______瓦。
目录 中学生全国物理竞赛章程 (2) 全国中学生物理竞赛内容提要全国中学生物理竞赛内容提要 (5) 专题一力物体的平衡 (10) 专题二直线运动 (12) 专题三牛顿运动定律 (13) 专题四曲线运动 (16) 专题五万有引力定律 (18) 专题六动量 (19) 专题七机械能 (21) 专题八振动和波 (23) 专题九热、功和物态变化 (25) 专题十固体、液体和气体的性质 (27) 专题十一电场 (29) 专题十二恒定电流 (31) 专题十三磁场………………………………………………………………………… 33 专题十四电磁感应 (35) 专题十五几何光学 (37) 专题十六物理光学原子物理 (40)
中学生全国物理竞赛章程 第一章总则 第一条全国中学生物理竞赛（对外可以称中国物理奥林匹克，英文名为Chinese Physic Olympiad，缩写为CPhO）是在中国科协领导下，由中国物理学会主办，各省、自治区、直辖市自愿参加的群众性的课外学科竞赛活动，这项活动得到国家教育委员会基础教育司的正式批准。竞赛的目的是促使中学生提高学习物理的主动性和兴趣，改进学习方法，增强学习能力；帮助学校开展多样化的物理课外活动，活跃学习空气；发现具有突出才能的青少年，以便更好地对他们进行培养。第二条全国中学生物理竞赛要贯彻“教育要面向现代化、面向世界、面向未来”的精神，竞赛内容的深度和广度可以比中学物理教学大纲和教材有所提高和扩展。 第三条参加全国中学生物理竞赛者主要是在物理学习方面比较优秀的学生，竞赛应坚持学生自愿参加的原则．竞赛活动主要应在课余时间进行，不要搞层层选拔，不要影响学校正常的教学秩序。 第四条学生参加竞赛主要依靠学生平时的课内外学习和个人努力，学校和教师不要为了准备参加竞赛而临时突击，不要组织“集训队”或搞“题海战术”，以免影响学生的正常学习和身体健康。学生在物理竞赛中的成绩只反映学生个人在这次活动中所表现出来的水平，不应当以此来衡量和评价学校的工作和教师的教学水平。 第二章组织领导 第五条全国中学生物理竞赛由中国物理学会全国中学生物理竞赛委员会（以下简称全国竞赛委员会）统一领导。全国竞赛委员会由主任1人、副主任和委员若干人组成。主任和副主任由中国物理学会常务理事会委任。委员的产生办法如下： 1．参加竞赛的省、自治区、直辖市各推选委员1人； 2．承办本届和下届决赛的省。自治区、直辖市各推选委员3人。 3．由中国物理学会根据需要聘请若干人任特邀委员。 在全国竞赛委员会全体会议闭会期间由主任和副主任组成常务委员会，行使全国竞赛委员会职权。 第六条在全国竞赛委员会领导下，设立命题小组、组织委员会和竞赛办公室等工作机构。命题小组成员由全国竞赛委员会聘请专家和高等院校教师担任。组
初二物理竞赛试题电学部分练习题
物理应用知识竞赛试题 一、单选题（共33分，每小题3分） 题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案A D C A D A B D B B 没 有 11 题 1．有二只灯泡，分别标有“220V15W”和“220V100W”的字样。如将它们串联接在电压为380伏的动力电源上，则 A．15W的灯泡烧坏，100W的灯泡完好B．100W的灯泡烧坏，15W的灯泡完好C．二只灯泡均被烧坏D．二只灯泡均完好 2．在电学实验中遇到断路时，常常用伏特表来检测。某同学连接如图所示的电 路，电键闭合后，电灯不亮，安
培表无指示。这时用伏特表测得a、b两点间和b、c两点间的电压均为零，而a、d 间和b、d间的电压均不为零，这说明 A．电源接线柱接触不良 B．电键的触片或接线柱接触不良 C．安培表接线柱接触不良 D．灯泡灯丝断了或灯座接触不良 3．李军在检修一只1000瓦的电炉时，发现电炉丝断了一小截，他用一段较细一些但由同种材料制成的电炉丝将残缺部分补接至原长，这样再接入原电路中使用时，其实际发热功率将 A．大于1000瓦B．等于1000瓦C．小于1000瓦 D．无法判断 4．小明做实验时把甲乙两只灯泡串联后通过开关接在电源上。闭合开关后， 甲灯发光，乙灯不发光，乙灯 不发光的原因是 A．它的电阻大小C．流过乙灯的电
流比甲灯小 B．它的电阻太大D．乙灯灯丝断了5．图2中四个灯泡的连接方式是 A．四灯串联 B．四灯并联 C．L 2、L 3 、L 4 并联，再与L 1 串联 D．L 1 、 L 2、L 3 并联，再与L 4 串联 6．标有“220V，40W”和“220V，60W”的两只 灯泡L 1、L 2 、串联在电路中时，两灯泡均发 光，实际消耗的功率分别为W 1和W 2 ，则： A．W 1＞W 2 B．W 1 ＝W 2 C．W 1 惠斯通电桥和补偿电路 一、测量电阻的方法： 1、欧姆表直接测量 缺点：精度不高 2、伏安法测出电流电压进而算出电阻 缺点：真实电表的内阻会引起系统误差（内接法、外接法） 二、惠斯通电桥 1、惠斯通电桥电路图： 其中R 1、R 2为定值电阻，R 3为可变电阻，R x 为待测电阻，G 为灵敏电流计。 2、测量方法： (1)调节可变电阻R 3 ，使得电 桥上的灵敏电流计示数为0 (2)由电桥平衡可得： 3、惠斯通电桥测电阻的优点： (1)精度高。精度主要取决于电阻阻值的精度和灵敏电流计的精度。 (2)灵敏电流计所在的电桥上没有电流，因此避免了电表内阻的影响。 (3)电源电动势和内阻对测量也没有影响。 例1、如图所示的电桥电路中，电池组电动势ε1=20V ，R 1=240 Ω，R 2=20Ω，R 4=20Ω，电池ε2=2V ，问可变电阻R 3应调到多 大时电流表中电流为0？ 例2、将200个电阻连成如图所示的电路，图中各P 点是各支路中连接两个电阻的导线上的点．所有导线 的电阻都可忽略．现将一个电动势为E 、内阻为r 0的 电源接到任意两个P 点处．然后将一个没接电源的P 点处切断，发现流过电源的电流与没切断前一样，则 这200个电阻R 1、R 2…R 100，r 1、r 2…r 100应有怎样的关 系?此时AB 和CD 导线之间的电压为多少? 231 x R R R R 例3、有七个外形完全一样的电阻，已知其中六个的阻值相同，另一个的阻值不同。请按照下面提供的器材和操作限制，将那个阻值不同的电阻找出，并指出它的阻值是偏大还是偏小，同时要求画出所用电路图，并对每步判断的根据予以论证。 提供的器材有：①电池。②一个仅能用来判断电流方向的电流表（量程足够），它的零刻度在刻度盘的中央，而且已知当指针向右偏时电流是由哪个接线柱流入电流表的。③导线若干。 操作限制：全部过程中电流表的使用不得超过三次。 电磁学第7讲基尔霍夫定律、等效电源、 电流叠加定理 一、基尔霍夫定律 1、节点电流规律： 2、回路电压规律： 【例1】如图所示电路中，已知ε1=32V，ε2=24V，R1=5Ω，R2=6Ω，R3=54Ω，求各支路的电流。 【例2】如图所示，已知电源电动势为ε=1V,内阻不计。电阻R1=1Ω，R2=2Ω，R3=3Ω，R4=4Ω，R5=5Ω。求通过R1，R2，R3的电流强度。 二、等效电源 1、等效电压源 （1）恒压源与电压源 不论外电阻R如何，物理竞赛线上1对1辅导答疑 Q。q： 3429866816总是提供不变电压的理想电源为恒压源。 （2）等效电压源定理（戴维宁定理） 2、等效电流源 （1）恒流源与电流源 不论外电阻R如何，总是提供不变电流的理想电源为恒流源。 （2）等效电流源定理（诺尔顿定理） 3、电压源与电流源的转化 实际的电源既可看作电压源，又可看作电流源。 电流源与电压源等效的条件： 【例3】求解以下问题： R r ε a b R 网络 有源 R r ε a b I r R （1）求参数分别为（ε1、r1）和（ε2、r2）的两个电源串联使用时的等效电压源和等效电流源； （2）求参数分别为（ε1、r1）和（ε2、r2）的两个电源并联使用时的等效电压源和等效电流源； 【例4】如图所示，已知电源电动势为ε=1V,内阻不计。电阻R1=1Ω，R2=2Ω，R3=3Ω，R4=4Ω，R5=5Ω。求通过R1，R2，R3的电流强度（用等效电源求解）。 【例5】如图所示的电路中，ε1=3.0V、r1=0.5Ω，ε2=1.0V、r2=1.0Ω，R1=10.0Ω，R2=5.0Ω，R3=4.5Ω，R4=19.0Ω。 （1）试用等效电压源定理物理竞赛线上1对1辅导答疑 Q。q：3429866816计算从电源（ε2、r2）正极流出的电流I2； （2）试用等效电流源定理计算流过R1的电流I1。 三、电流叠加定理 【例6】如图所示的电路中，ε1=3.0V、r1=0.5Ω，ε2=1.0V、r2=1.0Ω，R1=10.0Ω，R2=5.0Ω，R3=4.5Ω，R4=19.0Ω。试用电流叠加原理求解 （1）从电源（ε2、r2）正极流出的电流I2； （2）流过R1的电流I1。 初中应用物理奥赛培优试题——电学(一) 一、选择题 1．白炽灯泡的灯丝常制成螺旋状，这样做的目的是( ) A．便于灯丝散热，防止灯丝熔断。B．尽量减少灯丝的电阻。 C．减少灯丝散热，提高灯丝的温度。D．减少灯丝在高温时的升华。 2．李军在检修一只1000瓦的电炉时，发现电炉丝断了一小截，他用一段较细一些但由同种材料制成的电炉丝将残缺部分补接至原长，这样再接入原电路中使用时，其实际发热功率将( ) A．大于1000瓦。B．等于1000瓦。C．小于1000瓦。D．无法判断。 3.1999年以美国为首的北约军队用飞机野蛮地对南联盟发电厂进行轰炸时，使用了一种石墨炸弹，这种炸弹爆炸后释放出大量的纤维状的石墨覆盖在发电厂的设备上，造成电厂停电。这种炸弹的破坏方式主要是：（） A. 炸塌厂房 B. 炸毁发电机 C. 使设备短路 D. 切断输电线 4. 小刚家中的几盏电灯突然全部熄灭了，检查保险丝发现并未烧断，用测电笔测试各处电路时，氖管都发光。他对故障作了下列四种判断，其中正确的是：（） A. 灯泡全部都烧坏 B.进户零线断路 C.室内线路发生短路 D. 进户火线断路5．市场销售的电热水壶有两种形式，一种如图5(a)所示，电热元件在壶底下面的底座内；另一种如图5(b)所示，电热元件在壶底之上，浸没在水中。如果两种水壶的耗电功率相同， 壶内水量也相同，那么( ) A．(a)壶的电热元件在壶底下面，有利于水的对流，(a) 壶中的水先沸腾。 B．(a)壶的电热元件安放在底座内，热量损失较小。 C．(b)壶中的电热元件被水包围，热量损失小，(b）壶中 的水温上升较快。 D．(b)壶的电热元件体积较小，热能的利用率较低。 6．家用电熨斗为适应不同衣料的熨烫，设计了调整温度的多挡开关。 使用时转动旋钮即可使熨斗加热到所需的温度。图1是电熨斗的电路 图。旋转多挡开关可以改变1、2、3、4之间的连接情况。现将开关置 于温度最高挡，这时，1、2、3、4之间的连接是图2中的哪一幅？ ( ) 第四讲电学 （教师使用） 一、知识点 二、例题与练习 [例1]运送汽油的汽车，在它的车尾总装有一根铁链条拖在地上，这是为什么？ 分析与解答：当汽车运行的过程中，汽油会不断地与油槽的壁摩擦，从而使油槽带电.而汽车的后轮是绝缘体橡胶，电荷不能通过它传到地下，会在油槽里越聚越多，当达到一定程时就有可能发出电火花，使极易燃烧的汽油着火燃烧而发生爆炸事故.在车尾装一根铁链条拖在地上，油槽里的电荷可通过铁链传到地下，从而避免产生电火花而引起爆炸事故. [练习1]在潮湿的天气里，做摩擦起电或一些别的静电实验时不容易成功，主是为什么？分析与解答：潮湿的的空气中含有大量的水蒸气，潮湿的空气不再是绝缘体而是导体，静电实验中产生的正负电荷会随时通过潮湿的空气导走，因而静电实验不容易成功. [例2] 如图所示，（甲）是一单刀双掷开关的实物图，它的符号如图（乙）所示。图（丙）是单刀双掷开关对电路控制作用的一个实例，当S与“1”接触时，灯泡L1发光，当S与 “2”接触时，灯泡L2发光。 现有如下器材：一个电源（两极间电压保持不变，但是电压 数值未知），一个电阻箱（用R0表示），一个待测电阻（用 R x表示），一个电压表（最大量程大于电源两极间电压）， 一个单刀双掷开关，导线若干。 （1）根据以上所给器材，设计一个能测量并计算出待测电阻 R x的规范电路图（连接好后在实验过程中不能拆卸）。 （2）写出测量的操作步骤及所测量的物理量。 （3）写出用测量量计算R x的表达式。 分析与解答：依据题意，电压表要分别测出电源电压U，又要测出R x两端电压U x，所以电压表连接在双掷开关的中间接点上；再设想Ix＝I0，R x跟R0必是串联关系， . 答案：（1）电路图如右图所示 （2）实验步骤： a、按照左图连接实物电路，变阻箱阻值为R0。 b、当S与“1”接触时，读出电源电压为U。 c、当S与“2”接触时，读出R x两端电压为U x。 （3）计算R x值： [练习2] 现要测未知电阻R x的阻值只有电流表、已知定值电阻R0、电池组导线若干和开关两只，而缺少电压表。请设计实验方案，说明测量原理，并画出电路图。 分析与解答：两种可行的方案 [例3]如图所示的教板上面有两个小灯座，每个灯座的两端接在两个接线柱上，安装两个完全相同的灯泡，都能发光. 静电场 一、电场强度 1、实验定律 a 、库仑定律:［内容］条件:⑴点电荷,⑵真空,⑶点电荷静止或相对静止。事实上,条件⑴与⑵均不能视为对库仑定律的限制,因为叠加原理可以将点电荷之间的静电力应用到一般带电体,非真空介质可以通过介电常数将k 进行修正(如果介质分布就是均匀与“充分宽广”的,一般认为ｋ′= k /εr )。只有条件⑶,它才就是静电学的基本前提与出发点(但这一点又就是常常被忽视与被不恰当地“综合应用”的)。 b 、电荷守恒定律 c 、叠加原理 2、电场强度 ａ、电场强度的定义(使用高斯定理) 电场的概念;试探电荷(检验电荷);定义意味着一种适用于任何电场的对电场的检测手段;电场线就是抽象而直观地描述电场有效工具(电场线的基本属性)。 b 、不同电场中场强的计算:决定电场强弱的因素有两个,场源(带电量与带电体的形状)与空间位置。这可以从不同电场的场强决定式瞧出—— ⑴点电荷:E = k 2r Q 结合点电荷的场强与叠加原理,我们可以求出任何电场的场强 ⑵均匀带电环,垂直环面轴线上的某点P:E ＝ 2322)R r (kQr +,其 中r 与Ｒ的意义见图。 ⑶均匀带电球壳 内部:E 内 = ０ 外部:Ｅ外 ＝ k 2r Q ,其中r 指考察点到球心的距离 如果球壳就是有厚度的的(内径Ｒ1 、外径R ２),在壳体中(R 1 静电场 一、电场强度 1、实验定律 a 、库仑定律：[内容]条件：⑴点电荷，⑵真空，⑶点电荷静止或相对静止。事实上，条件⑴和⑵均不能视为对库仑定律的限制，因为叠加原理可以将点电荷之间的静电力应用到一般带电体，非真空介质可以通过介电常数将k 进行修正(如果介质分布是均匀和“充分宽广”的，一般认为k′= k /εr )。只有条件⑶，它才是静电学的基本前提和出发点(但这一点又是常常被忽视和被不恰当地“综合应用”的)。 b 、电荷守恒定律 c 、叠加原理 2、电场强度 a 、电场强度的定义(使用高斯定理) 电场的概念；试探电荷(检验电荷)；定义意味着一种适用于任何电场的对电场的检测手段；电场线是抽象而直观地描述电场有效工具(电场线的基本属性)。 b 、不同电场中场强的计算：决定电场强弱的因素有两个，场源(带电量和带电体的形状)和空间位置。这可以从不同电场的场强决定式看出—— ⑴点电荷：E = k 2 r Q 结合点电荷的场强和叠加原理，我们可以求出任何电场的场强 ⑵均匀带电环，垂直环面轴线上的某点P ：E = 2 322) R r (kQr +，其 中r 和R 的意义见图。 ⑶均匀带电球壳 内部：E 内 = 0 外部：E 外 = k 2 r Q ，其中r 指考察点到球心的距离 如果球壳是有厚度的的(内径R 1 、外径R 2)，在壳体中(R 1＜r ＜R 2)： E = 23 1 3r R r k 34-πρ ，其中ρ为电荷体密度。这个式子的物理意义可 以参照万有引力定律当中(条件部分)的“剥皮法则”理解〔)R r (3 433-πρ即为图中虚线以内部分的总电量〕。 ⑷无限长均匀带电直线(电荷线密度为λ)：E = r k 2λ ⑸无限大均匀带电平面(电荷面密度为σ)：E = 2πk σ 二、电势 1、电势：把一电荷从P 点移到参考点P 0时电场力所做的功W 与该电荷电量q 的比值，即U = q W 参考点即电势为零的点，通常取无穷远或大地为参考点。和场强一样，电势是属于场本身的物理量。W 则为电荷的电势能。 2、典型电场的电势 a 、点电荷 以无穷远为参考点，U = k r Q b 、均匀带电球壳 以无穷远为参考点，U 外 = k r Q ，U 内 = k R Q 3、电势的叠加：由于电势的是标量，所以电势的叠加服从代数加法。很显然，有了点电荷 初中物理竞赛电学部分辅导 例题1：某人设计了下图所示电路，电路中变阻器的总阻值与电阻R的阻值相同，电源电压恒定，当他将滑片P从a端滑到b端的过程中，所看到的现象是（） A．安培表的示数逐渐变大 B．安培表的示数逐渐变小 C．安培表的示数先减小，然后增大到原值 D．安培表的示数先增大，然后减小到原值 例题2：可充电电池的额定电压约为1.3伏特。当电流从正极流入、从负极流出时即可充电。充电电流在20毫安—40毫安范围内比较适合。现有一个额定输出电压为36伏特，额定输出电流为0.5安培的电源，还有电阻值为100欧姆、510欧姆、1000欧姆、2200欧姆和6800欧姆的几个电阻器供选用。请选择适当的电阻，构成简单的充电电路，可以分别给一节或两节电池充电，不必更换所用电阻器。 1．画出电路图（画出两节充电电池） 2．如果通往充电电池的两条导线短路，电阻器消耗的电功率是多少？ 例题3：图1为一种电磁炉的原理示意图，它是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁磁性材料制成的烹饪锅，在锅体形成无烽小的涡流（感应电流）而产生焦耳热。同时被磁化的铁磁材料分子因摩擦，碰撞而发热。从而使锅体自身发热达到加热食物的目的。 （1）使用电磁炉加热食物时，不产生明火，无烟尘，无废气，清洁、高效、节 能。请写出电磁炉在使用中可能涉及到的物理知识（只写名称不写内容，不少 于10个可得满分） （2）在使用电磁炉时，炉和锅之间的热是由______传递给_____的。电磁炉加热食物的过程中消耗______能转化为_____能；若用该电磁炉1次蒸熟5个馒头需用时间25min，那么1次只蒸熟1个同样大小的馒头大约需要_____min。（3）某款电磁炉性能参数如下表所示： 型号额定电压额定功率功率调节范围温度调节范围热效率 SC-16 200V 50Hz 1600W 450W---1600W 70O C---240O C 大于90% 根据上表数据，若电磁炉在功率调节和温度调节的范围内，加热温度随功率调节的变化图象是一直线，电磁炉工作电压正常，在1个标准大气压下，烧开一锅质量为3kg，温度为22O C的水最多需要多少时间（不计锅吸热及热散失） 例题4：用电流表和电压表测电流和电压时，通常并不考虑仪表本身电阻对待测电路的影响，而将其视为“理想仪表”即认为电流表的内阻为零，电压表的内电阻为无限大。实际上，电流表和电压表都有一定的电阻值，因而我们可以把电流表看成一个能显示通过自身电流大小的其阻值很小的电阻；可以把电压表看成一个能显示自身两端电压 电介质 一、电介质（绝缘体） 在外电场的作用下不易传导电流的物体叫绝缘体又叫电介质 1、电介质的分类 无外电场时，正负电荷等效中心不重合，叫做有极分子 无外电场时，正负电荷等效中心重合，叫做无极分子 2、电介质的极化 对于有极分子，无外电场时，由于分子的热运动，分子的取向是杂乱无章的。 施加电场后，分子受到电场力作用排列变得规则。在分子热运动和外电场的共同作用下，分子排列比较规则。 这种极化叫做有极分子的取向极化。 对于无极分子，无外电场时，分子内的正负电荷中心是重合的。 施加电场后，分子内的正负电荷受到电场力作用，各自的等效中心发生偏离。 这种极化叫做无极分子的位移极化。 对于有极分子，也会发生位移极化，只不过位移极化的效果远小于取向极化 3、电介质极化的效果 等效为电介质表面出现极化电荷（也叫束缚电荷），内部仍然为电中性。 表面的极化电荷会在电介质内产生与原电场方向相反的附加电场。 外加电场越强，附加电场也越强。 类比静电平衡中的导体0。注意，电介质内部合场强不为0 思考：附加电场的大小是否会超过外电场？ 答案：不会。一般来说，物理反馈会减弱原来的变化，但不会出现反效果。 例如：勒沙特列原理（化学平衡的移动）、楞次定律（电磁感应） 例1：解释：带电体能吸引轻小物体 二、带电介质的平行板电容器 1、带电介质对电容的影响 假设电容器带电量Q 一定，电介质极化产生极化电荷，由于极化电荷会在电容内部产生附加电场E ’，会使得极板间电场E 0减小为合电场E= E 0 - E ’ ，从而使电势差U 减小，电容C 增加。（若无特殊说明，默认为恒电量问题） 假设电容器两板电势差U 一定，电介质极化产生极化电荷，由于极化电荷的感应效果，会使得极板上带电量Q 0增加为Q ，电容C 增加。 可见电介质极化使电容增大，增大的多少与极化的强弱有关。 2、介电常数 介电常数ε反映了电介质极化的能力，也就反映了电容变化的程度。 真空的介电常数01 4k επ= （利用这个恒等式可以将很多电学公式用ε0表示） 空气的介电常数114'4k k εππ=≈ 经常用相对介电常数εr 来表示： 某物质的相对介电常数等于自身的介电常数与真空的比值（大于1）。 r εεε= 例如：真空中的库仑定律可写为：121222014kq q q q F r r πε== 介质中的库仑定律可写为：1212122220'1144r r F k q q q q q q F r r r πεπεεε= ===真空 3、带电介质的平行板电容器 电容的表达式：004r r r S S S C C kd d d εεεεεπ==== 无电介质时的电场强度：0Q E Cd = 充满电介质时的电场强度：0r r E Q E Cd εε== 附加电场强度：01'(1)r Q E E E Cd ε=-=- 例2、如图所示，在面积为S 的平板电容器中充满了固态的电介质．将 电容器充电Q 后，断开电源，把固态电介质与下端的导体平板固定，然 后用外力将上端导体板缓慢向上移动d 的距离，设上端导体平板的质量 可忽略，试计算外力所做的功W ． 最新高中物理竞赛讲义 （完整版） 目录 最新高中物理竞赛讲义（完整版） (1) 第0 部分绪言 (5) 一、高中物理奥赛概况 (5) 二、知识体系 (6) 第一部分力＆物体的平衡 (7) 第一讲力的处理 (7) 第二讲物体的平衡 ............................. 1...0.. 第三讲习题课 ................................. 1..1... 第四讲摩擦角及其它........................... 1...7..第二部分牛顿运动定律 ............................ 2..2.. 第一讲牛顿三定律 ............................. 2...2.. 第二讲牛顿定律的应用 ......................... 2..3.. 第二讲配套例题选讲........................... 3...7..第三部分运动学 ................................. 3...7... 第一讲基本知识介绍 .......................... 3..7.. 第二讲运动的合成与分解、相对运动 ............. 4..0 第四部分曲线运动万有引力 ....................... 4...4. 第一讲基本知识介绍........................... 4...4.. 第二讲重要模型与专题 ......................... 4..7.. 第三讲典型例题解析............................. 5...9..第五部分动量和能量 ............................... 5...9.. 第一讲基本知识介绍............................. 5...9.. 第二讲重要模型与专题.......................... 6..3.. 第三讲典型例题解析............................. 8...3..第六部分振动和波 ................................. 8..3... 初中物理竞赛辅导——电学（练习） 一、选择题 1．白炽灯的灯丝断了之后,如果再搭接上,还会发光。这时的耗电功率与原来相比。[ ] A ．增加。 B ．减少。 C ．不变。 D ．耗电功率比原来增加或减少由灯丝搭接的位置决定。 2．白炽灯泡的灯丝常制成螺旋状,这样做的目的是 [ ] A ．便于灯丝散热,防止灯丝熔断。 B ．尽量减少灯丝的电阻。 C ．减少灯丝散热,提高灯丝的温度。 D ．减少灯丝在高温时的升华。 3．图为一个白炽灯泡。正常工作时的电流约是 [ ] A ．0.27毫安。 B ．270毫安。 C ．0.41安培。 D ．0.11安培。 4．化纤衣服很容易沾上灰尘,这是因为它 [ ] A ．容易积累静电荷。 B ．具有一定的粘性。 C ．具有大量微孔。 D ．质地柔软。 5．有些电工仪表的刻度盘上有一个弧形缺口,缺口下面有一面镜子,它的作用 [ ] A ．读数时使眼睛处于正确位置。 B ．增加刻度盘的亮度。 C ．检验仪表是否水平。 D ．便于观察仪表的内部结构。 6．落在高压线上的鸟儿不会触电死亡,这是因为 [ ] A ．鸟爪上的角质层是绝缘的。 B ．鸟儿对电流的承受能力比较强。 C ．鸟儿双脚落在同一条导线上,没有电流流过鸟的身体。 D ．高压线有橡胶外皮。 7．家用电熨斗为适应不同衣料的熨烫,设计了调整温度的多挡开关。使用时转动旋钮即可使熨斗加热到所需的温度。图1是电熨斗的电路图。旋转多挡开关可以改变1、2、3、4之间的连接情况。现将开关置于温度最高挡,这时,1、2、3、4之间的连接是图2中的哪一幅？ [ ] 8．市场销售的电热水壶有两种形式,一种如图5(a)所示,电热元件在壶底下面的底座内；另一种如图5(b)所示,电热元件在壶底之上,浸没在水中。如果两种水壶的耗电功率相同,壶内水量也相同,那么 [ ] A ．(a)壶的电热元件在壶底下面,有利于水的对流,(a)壶中的水先沸腾。 B ．(a)壶的电热元件安放在底座内,热量损失较小。 C ．(b)壶中的电热元件被水包围,热量损失小,(b)壶中的水温上升较快。 D ．(b)壶的电热元件体积较小,热能的利用率较低。 9．有两个小灯泡,只标有额定电压,都是6.3伏。串联起来接到电源上,亮度不同。在回答哪个灯泡的额定功率比较大时要用以下6句话： (1)较亮灯泡的电阻较大； (2)从关系式P=I 2R 可以知道； (3)串联时流过两个灯炮的电流相同； (4)从关系式P=U 2 /R 可以道； (5)在相同的电压下工作时 ,灯炮的电功率和它的电阻成反比； (6) 所以 ,串联时较暗灯泡的额定功率大。 按照下列哪个顺序排列这6句话可以把问题讲得最清楚？ [ ] A ．(2)(1)(3)(4)(5)(6) B ．(2)(3)(l)(4)(5)(6) C ．(4)(5)(2)(1)(3)(6) D ．(3)(2)(1)(4)(5)(6) 10．电视机的玻璃荧光屏表面经常有许多灰尘,这主要是因为 [ ] A ．灰尘的自然堆积。 B ．玻璃有较强的吸附灰尘的能力。 C ．电视机工作时,屏表面温度较高而吸附灰尘。 D ．电视机工作时,屏表面有静电而吸咐灰尘。 11．在图3的电路中,R 为待测电阻,阻值约为5欧。给你的器材有：滑动变阻器（2安,0～10欧）；电压表,有2个量程,分别为0～3伏、0～15伏；电流表,有2个量程,分别为0～0.6安、0～3安；电池组为新干电池3节串联。两只电表的量程可采用以下4种选法,但为使测量时能 较准确地读数,最后,两只电表的量程应采用 [ ] A ．0～0.6安和0～1.5伏。 B ．0～3安和0～15伏。 C ．0～0.6安和0～3伏。 D ．0～3安和0～3伏。 12．电炉通电后,电炉丝热得发红,而跟电炉连接的铜导线却不那么热,这是因[ ] A ．通过铜导线的电流小,所以它消耗的电能也较少。 B ．电炉丝和铜导线消耗的电能相同,但铜导线散热快,所以就不那么热。 C ．通过电炉丝的电流大,所以它消耗的电能较多。 D ．铜导线电阻较小,所以它消耗的电能较少。 13．有二只灯泡,分别标有“220V15W ”和“220V100W ”的字样。如将它们串联接在电压为380伏的动力电源上,则 [ ] A ．15W 的灯泡烧坏,100W 的灯泡完好。 B ．100W 的灯泡烧坏,15W 的灯泡完好。 C ．二只灯泡均被烧坏。 D ．二只灯泡均完好。 14．在电学实验中遇到断路时,常常用伏特表来检测。某同学连接如图所示的电路,电键闭合后,电灯不亮,安培表无指示。这时用伏特表测得a 、B 两点间和B 、c 两点间的电压均为零,而a 、B 间和B 、D 间的电压均不为零,这说明 [ ] 初中物理竞赛试题汇编(电学部分) 一、选择题 （94第四届）11．在图3的电路中，R为待测电阻，阻值约为5Ω。给你的器材有：滑动变阻器（2A，0～10Ω）；电压表，有2个量程，分别为0～3V、0～15V；电流表，有2个量程，分别为0～0.6A、0～3A；电池组为新干电池3节串联。两只电表的量程可采用以下4种选法，但为使测量时能较准确地读数，最后，两只电表的量程应采用[ ] A．0～0.6A和0～1.5V B．0～3A和0～15VC．0～0.6A和0～3V D．0～3A和0～3V （97第七届复）10．某同学设计了下图所示的电路，电路中滑动变阻器的总阻值与电阻R 的阻值相同，电源电压恒定，当他将滑片P从a端滑到b端的过程中，所看到的现象是：[ ] A．安培表的示数逐渐变大B．安培表的示数逐渐变小 C．安培表的示数先增大，然后减小到原值D．安培表的示数先减小，然后增大到原值 （99第九届复）3．某电流表刻度盘上除零刻度和最大刻度“3安”能辨认外其他刻度都已模糊不清，只知道指针从零刻度到最大刻度之间转过的角度是120°．现将一只电阻R1与这只电流表串联后接在电源两端(电源电压恒定)，电流表指针偏转的角度是96°；若在电路中再串联一只R2=3欧的电阻，电流表偏转的角度是64°．则R1的阻值是（) A．6欧B．1 8欧C．4．5欧D．2欧 （99第九届复）5．如图．电源电压恒定．在滑片P由a滑至b的过程中，电压表的读数（) A．先减小1，后增大B．先增大，后减小C．不断增大D．不断减小 （99第九届复）10．如图中仅画出了某电路的一部分．已知流过灯泡的电流是2安，流过Rl的电流是1安，方向如图中箭头所示．流过变阻器R 2的电流是（) 高中物理竞赛辅导讲义 第8篇 稳恒电流 【知识梳理】 一、基尔霍夫定律（适用于任何复杂电路） 1． 基尔霍夫第一定律（节点电流定律） 流入电路任一节点（三条以上支路汇合点）的电流强度之和等于流出该节点的电流强度之和。即∑I =0。 若某复杂电路有n 个节点，但只有（n ?1）个独立的方程式。 2． 基尔霍夫第二定律（回路电压定律） 对于电路中任一回路，沿回路环绕一周，电势降落的代数和为零。即∑U =0。 若某复杂电路有m 个独立回路，就可写出m 个独立方程式。 二、等效电源定理 1． 等效电压源定理（戴维宁定理） 两端有源网络可以等效于一个电压源，其电动势等于网络的开路端电压，其内阻等于从网络两端看除源（将电动势短路，内阻仍保留在网络中）网络的电阻。 2． 等效电流源定理（诺尔顿定理） 两端有源网络可等效于一个电流源，电流源的电流I 0等于网络两端短路时流经两端点的电流，内阻等于从网络两端看除源网络的电阻。 三、叠加原理 若电路中有多个电源，则通过电路中任一支路的电流等于各个电动势单独存在时，在该支路产生的电流之和（代数和）。 四、Y?△电路的等效代换 如图所示的（a ）（b ）分别为Y 网络和△网络，两个网络中的6个电阻满足一定关系 时完全等效。 1． Y 网络变换为△网络 12 2331 123 R R R R R R R R ++=， 122331 231R R R R R R R R ++= 122331 312 R R R R R R R R ++= 2． △网络变换为Y 网络 12311122331R R R R R R = ++，23122122331R R R R R R =++，3123 3122331 R R R R R R =++ 初中物理竞赛提高班电学专题（2） 一、选择题（※为多项选择题） 1、日光灯的发光效率比白炽灯高，是一种节能光源，但车床照明不使用日光灯。主要的原因是（ D ） A 、日光灯长度大，不便于工人操作 B 、长期在日光灯照射下人感到疲劳 C 、日光灯是管形的，因此用它照明看不清零件的细节 D 、日光灯发光是不连续的，所以在它照射下观看转动的物体会发生错觉 2、骑自行车上坡前往往要加紧蹬几下，这样做是为了（ C ） A 、增大车的惯性 B 、增大车的冲力 C 、增大车的动能 D 、增大车的势能 3、工人师傅在改装电炉时。为了使电功率减小到原来的一半，下列措施中可行的是（ B ） A 、截去一半电炉丝 B 、串联一条相同的电炉丝 C 、并联一条相同的电炉丝 D 、把连接电炉和电源的导线长度增加一倍 4、家庭电路中的保险丝烧断了，下列做法中正确的是（ D ） A 、用铜丝代替 B 、为了保险，选择尽量粗的保险丝替换 C 、选择额定电流稍小于电路中最大正常工作电流的保险丝替换 D 、选择额定电流稍等于或稍大于电路中最大正常工作电流的保险丝替换 5、阻值不同的两个电阻的电流强度随电压变化的 下列结论中正确的是（ D ） A 、R 1>R 2 B 、R 1、R 2串联后的总电阻的I —U 图线在区域Ⅱ C 、R 1、R 2并联后的总电阻的I —U 图线在区域Ⅲ D 、R 1、R 2并联后的总电阻的I —U 图线在区域Ⅰ 6、如图所示。滑动变阻器M 的总电阻为10欧，滑动变阻器N 的总电阻为20欧，电阻 的阻值约20欧。大了使电压表的示数略微增大，应该 （ A A 、把N 的滑片向左移一小段距离 B 、把M 的滑片向左移一小段距离 C 、把N 的滑片向右移一小段距离 D 、把M 的滑片向右移一小段距离 7、五个阻值均为R 的电阻连接成如图的四边 形ABCD ，A 、B 、C 、D 中任意两点之间的电 阻值不可能的是（ B ） A 、R B 、R/5 C 、R/2 D 、5R/8 8、一只电熨斗的额定电压是110伏，额定功率是100瓦。现电源电压是220伏。如图灯泡与它串联使用。下列规格的灯泡哪种最合适（ B ） A 、220V 200W B 、220V 400W C 、220V 100W D 、9、质量相等、初温度相同的甲、乙、丙三种不同 的液体，分别用完全相同的加热器加热，在加热 U 电磁学 静电学 1、 静电场的性质 静电场是一个保守场，也是一个有源场。 F dl o ?=? 高斯定理 静电力环路积分等于零 i o s q E ds E ?= ∑?? i v q dv ρ?? → ??? ∑??? 电场强度与电势是描述同一静电场的两种办法，两者有联系 b a b a qE d r w w ?=-∑ a b E dr U U ?=-∑ ① 过程 E dr dU ?=- 一维情况下 x dU E dx dx =- x dU E dx =- ② 2、 几个对称性的电场 （1） 球对称的电场 3 334 2 o 143o R r R E r E r πρρπ??= ??? 例:一半径为1R 的球体均匀带电,体电荷密度为ρ,球内有一半径为2R 的小球形空腔,空腔中心与与球心相距为a ,如图 (1) 求空腔中心处的电场E (2) 求空腔中心处的电势U 解:(1)在空腔中任选一点p , p E 可以看成两个均匀带电球体产生的电场强度之 差, 即 ()121 2 333p o o o E r r r r E E E ρ ρ ρ =- = - 令12a o o = 3p o E a E ρ = 这个与p 在空腔中位置无关,所以空腔中心处23o o E a E ρ = (2)求空腔中心处的电势 电势也满足叠加原理 p U 可以看成两个均匀带电球体产生电势之差 即 ()()()22222 2212123303666o o o o U R a R R R a E E E ρ ρ ρ??= -- -= --? ? 假设上面球面上,有两个无限小面原i j s s ,计算i s ,受到除了i s 上电 荷之处,球面上其它电荷对i s 的静电力,这个静电力包含了j s 上电荷对i s 上电荷的作用力. 同样j s 受到除了i s 上电荷以外,球面上其它电荷对j s 上电荷的作用力, 科学竞赛辅导---电学中能量守恒 例题：1、小华组装了一台直流电动机模型，她将电动机模型接 入如图（a ）所示的电路中，已知电源电压U=3V ，并保持不变， 线圈电阻R=1．5Ω，接通电路后，电动机正常转动，电流表读 数I=0．8A ，已知电动机正常工作时的能量转化关系如图（b ） 所示，摩擦不计，求： （1）电动机正常转动1min 消耗的电能W 和线圈产生的热量Q ． （2）电动机输出的机械功率P ． （3）电动机能量转换效率η． 2、高压输电线路长约600Km,每根高压输电线的电阻为160Ω,若用100kv 电压输电,输送的功率为1000kw,则每小时每根输电线损失的电能是( ) A ．1000kwh B ．16kwh C ．62500kwh D ． 984kwh 学以致用 1、中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村电价过高，农民负担过重．其中客观原因是电网陈旧老化，近来进行农村电网改造，为减少远距离输电的损耗而降低电费价格，可采取的措施有（ ） A ．提高输送功率 B ．应用超导材料做输电线 C ．提高高压输电的电压 D ．减小输电导线的横截面积 2、小明仔细观察家中的电视机、电风扇、白炽灯和节能灯四种电器，发现它们上面都标有" 220V 40W "的字样，若它们都在额定电压下工作相同的时间，则产生的热量最多的是( ) A.电视机 B.电风扇 C.白炽灯 D.节能灯 3、小华准备参加玩具赛车比赛，他运用图所示的电路来挑选一只能量转换效率较高的电动机．设电池的电压恒定不变，他先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，闭合开关后读出电流表的读数为2A ；然后放手，当电动机正常转动时，又读出电流表的读数为0.6A ．则该玩具电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为（ ） A ．91% B ．70% C ．30% D ．9% 4、某一用直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量为 50kg ，电源电压为1l0V ，不计电源电阻及各处摩擦。当电动机转 动，使物体以0.9m ／s 的速度匀速上升时，电路中的电流大小为 5A 。则电动机线圈的电阻大小为（g=10N ／kg ） （ ） A 、22Ω B 、11Ω C 、16Ω D 、4Ω 5、电动机和发电机在构造上差异不大。一个玩具电动机，像图（a ）那样接上电源会转动；而像图（b ）那样，让其转动起来就可以发电，使小灯泡发光。那么，下列说法 不正确的是（ ） A ．图（a ）的能量变化：化学能 电能 机械能和内能 B ．图（b ）的能量变化：机械能 电能 内能和光能 C ．若相同时间内，图（a ）电池提供的电能与图（b ）灯泡消耗的电 能相等，则图（a ）获得的机械能将小于图（b ）消耗的机械能 D ．若相同时间内，图（a ）电池提供的电能与图（b ）灯泡消耗的电 能相等，则图（a ）获得的机械能将等于图（b ）消耗的机械能 6、在远距离输电时，一般采用高压输电，这样可以减少输电线路的 能量损失．若我市石门县火力发电厂发电机组的输出功率为 P 0，如果 采用电压U 输送，线路损耗功率为P ；如果将输送电压提高为原来的n 倍，则线路损耗功率为( )． A ．P/n B ．P/n 2 C ．P 0/n D ．P 0/n 2 初中科学竞赛辅导《电学》经典计算20题 1、手机、数码相机等电器中多使用可充电电池,电池上所标的"电压"和"容量"是两个重要参数。容量的单位通常为"毫安时"(符号mA-h)。某种可充电电池所标的电压是1.2V,容量是1300mA-h,请估算这种电池可储存的电能。 2、在电阻值为1欧、2欧、3欧、4欧的四根电阻丝中，选择恰当的电阻丝进行最简单的连接，制成一个电热器。将它接到24V的电源上，给1.6千克的水加热，若只有50%的热量被水吸收，可以在14分钟里使水温升高45℃，那么应当选用哪几根电阻丝？如何连接？ 3．李明同学家要买一个烧水用的水壶，超市里有两种容积相同但品种不同的铝质水壶可供选购，一种是放在液化气灶上用的，另一种是壶内装有电热器的，如图所示。李明想比较哪一种水壶烧水更省钱。他首先进行了调查，得到如下资料、当地居民用电的价格是0.5元/度；瓶装液化气的价格是60元/瓶（每瓶中液化气的质量约为15 kg，液化气的热值为4.2×107J/kg )；用液化气烧水的热效率约为30%，用电热水壶烧水的热效率约为90％。根据以上信息，请你通过计算分析一下用哪种水壶烧水更省钱。 4、有一种测量人的体重和身高的电子秤，其测体重部分的原理图如图中的虚线框所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO，压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)，显示体重大小的仪表A(实质是电流表)。其中 AO：BO＝5：1，压力传感器只表面能承受的最大压强为2×106Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示。 取g＝10N／kg。请回答： (1)该秤零起点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘多少毫安处? (2)如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20mA，这个人的体重是多少? (3)若压杆与压力传感器之间的接触面积是2cm2，则该秤的最大称量值是多少? 5、为锻炼身体,小明利用所学科学知识设计了一个电子拉力计,图 甲是原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻 不计，P与R1间的摩擦不计)。定值电阻R0=5Ω，a、b是一根长为 5cm的均匀电阻丝，阻值R ab=25Ω，电源电压U=3．OV，电流表的 量程为 O～0.6A, 当不拉拉环时，金属滑片P刚好处于a端．已知 该弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F间的关系如图乙所示。 （1）小明在电路中连入R O的目的是 . （2）从图乙可知，弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F间成。（填正比或反比）高中物理竞赛讲义-惠斯通电桥和补偿电路
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