W'?137kW?h3000 （1分） 80kW?h3000 （1分）
断开开关后，电能表测出的就是李明家其他用电器在60s内消耗的电能
W?断开开关前后的功率分别为：
137W'3000P'??kW?1644W100t'3600 （1分） 80W3000P??kW?1600W60t3600 （1分）
所以，实验支路的串联（总）功率为：
P串?P'?P?1644W?1600W?44W （2分）
U22202R串????1100?P44串实验支路的总电阻为： （1分）
电热暖手器的电阻为：R?R串?R定?1100??600??500? （2分）
所以，电热暖手器的额定电压为：
U额?P额R?24?500V?109V （2分）
在上述计算中，忽略了温度对电阻的影晌。在实验测试中，电热暖手器的实际电压为：
U实?U?P串UR定?220V?44?600V?100V220，小于其额定电压 （2分）
由于电流的热效应，温度升高，电阻增大，电热暖手器在额定电压下（正常）工作时，其
额电阻会大于500?，故其实际的额定电压额也会大于测量值109V，因此忽略
温度对电阻的影响，会导致计算结果偏小。 （3分） 五、参考答案（20分）
1.（12分）电路如下图所示。
U?PR闭合开关S1、S2（此时开关K3、K5处于接通状态），电泵运转，开始注水。随着蓄水池
中水位的逐渐升高，浮子A带动金属触头B上移，当升到最高水位时，K1闭合，接通电磁铁线圈F1，衔铁E1被吸下来，使开关K3断开，切断电泵的电源，停止抽水。与此同时K4接通，由于K4与K1为并联，所以当水位下降使K1断开时，电磁铁线圈F1仍处于接通状态，电泵保持停止状态。当水位下降到最低点时，开关K2闭合，接通电磁铁线圈F2，衔铁E2被吸下来，使开关K5断开，切断电磁铁线圈F1的电源，衔铁E1释放，使开关K3闭合，接通电泵的电源，再次注水。如此循环往复，实现自动注水。
M K1 E1 B C A D1 F1 K3 K4 电S1 E2 K5 D2
F2 S2
注：可以采用分步骤累计分数的方法。
①能连接电机的供电电路，并将K3连入电路。 （2分） ②能将F1与电源连通，再将K1连入， （2分） 再将K5连入，再将K1与K4关联 （2分） ③能将F2与电源连通，再将K2连入。 （2分） 文字叙述要求简洁，条理清晰 （4分） 2.（4分）由图知，浮子上浮接通电路，必须满足： GA?F浮
由阿基米德定律可得，F浮??水gV排
V排?
F浮?水g?GA153?33?m?1.5?10m?水g1.0?103?10 （4分）
?33 即要实现自动注水的要求，浮子的最小体积是1.5?10m （4分）
3.（4分）需要知道水的密度?水，测出蓄水池的半径R、蓄水池中最低和最高水位的高度差h1、蓄水池距井水面的高度h2，电泵抽水时，通过电动机做功把电能转化为机械能。
Pt?m水gh???R2h1g(h2?h1)2 （1分）
600 （2分）
计算过程中，完全按理想状态考虑，忽略能量的损失。 （1分） 六、参考答案 （20分）
1.（4分）该发动机的效率最高为：
W3.6?106????35%7?3qm4.3?10?240?10 （4分）
52.（8分）P?220kW?2.2?10W，D?110mm?0.11m， l?135mm?0.135m
12300r230rn???260s12s （4分） 每秒钟的做功冲程数为：
设做功冲程中的平均压强为P，则有用功率P为：
P???R2h1g(h2?h1)2DP?6nFL?6np?()2l2
4P4?2.2?1056P??Pa?1.49?10Pa22306n?Dl6??3.14?0.112?0.13512 （4分）
3.（6分）已知?1?31%，?2?35%，m1?3亿吨
因为安装“增压器”前后有用功是相同的，所以有：?1qm1??2qm2 （2分）
m2?
?1m1?2
?m?m1?m2?(1?（4分）
4.（2分）安装“增压器”后，仅节约柴油一项每年可为国家节约的资金为 0.34亿吨×3750元/吨=1275亿元
由此可以看出，如果这项技术能得到广泛的应用，会给人类带来巨大的利益。但是，任何新技术在实际中的应用会受到各方面条件的影响和制约。应该说，节约和有效利用能源始终是人类需要努力的。 （2分）
?131%)m1?(1?)m1?0.114m1?0.114?3亿吨?0.34亿吨?235%
第十五届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题及答案
