路面下活动的嵌齿会是嵌板上下浮动，从而像一个小型发电机一样产生电能．据估计，足够稳定的车流量将会使节能装置的发电功率达到10kW．
①该装置的原理是 电磁感应 ；它工作过程中能量的转化关系是把机械能转化成 电能 ． ②该装置在足够稳定的车流量的情况下，工作8小时的发电量是多少度？
③如果该装置在足够稳定的车流量的情况下，工作8小时所获得的机械能是1.44×109J，则该装置的发电效率是多少？
解：（1）①该装置是一个小型发电机，其原理是：电磁感应现象．把机械能转化为电能． 故答案为：电磁感应；电能
②工作8小时的发电量W电=Pt=10kW×8h=80kWh=80度 答：工作8小时的发电量为80度 ③W电=80kWh=80×3.6×106J=2.88×108J 该装置的发电效率η=
×100%=
×100%=20%
答：该装置的发电效率为20%．
3.如图所示，是小明同学为宜宾港设计的一个货物运送装罝图，其中，AB是长L=10m的传送带，BC是平台，AB两端的高度差h=2.5m，传送带在电动机M的带动下顺时针匀速转动．现有一质量m=542.7kg的货物，从A端随传送带一起匀速地被运送到平台BC上，传送带运行的速度v=4m/s．由于轮轴等方面的摩擦，电动机输出功（转化为机械功）的效率η=80%，电动机允许通过的最大电流为25A．取g=10N/kg求：
（1）要使该货物从A端运送到B端，电动机需工作多少时间？
（2）货物从A端运送到B端，需克服重力做多少功？电动机的输出功率是多大？
（3）如果电动机接在电压U=380V不变的电源上，电动机中线圈的电阻r=1.9Ω，在把货物从A端运送到B端的过程中，电动机消耗的电能是多少？
解：
（1）电动机工作的时间为t==
=2.5s
（2）克服重力做的功为W重=Gh=mgh=542.7kg×10N/kg×2.5m=13567.5J 电动机输出的功为W电=电动机的输出功率为P动=
==
=16959.375J
=6783.75W =20A
（3）电动机的工作电流为I==
线圈的发热功率为P热=I2R=（20A）2×1.9Ω=760W 电动机的总功率为P=P动+P热=6783.75W+760W=7543.75W 电动机消耗的电能为W=Pt=7943.75W×2.5s≈18859J。
4.（2012全国初中应用物理知识竞赛复赛）应急照明灯是在正常照明电源发生故障时，能持续照明而不间断工作的一类灯具， 如图6 所示。应急照明灯主要由灯泡(或LED灯珠)、蓄电池、充电器、自动控制电路及相关部件组成。在照明电源正常情况下，充电器给蓄电池充电，此时，自动控制电路及相关部件自动将珠)与蓄电池断开不发光。当照明电路突然停电时，应急照明电路及相关部件自动把灯泡(或LED灯珠)跟蓄电池接通，从而明。下表为某型号应急照明灯的主要技术数据：
输入电压 AC 220V 充电时间 <24h 应急照明时应急照明功率 >90min 0.96W×2 图6
应急照明灯通过灯泡 (或LED灯灯通过自动控制实现自动应急照
应急照明光源 蓄电池 容量 1.8Ah 种类 数量 灯泡额定电类别 额定电压 灯泡 2只 压 2.4V Ni-Cd 2.4V 1．在该型号应急照明灯刚投入使用阶段，待蓄电池充满电后，可以实现的最长连续应急照明时间为多少? 172教学网
2．小兰跟老师提出自己要设计并组装一只简易的应急照明灯。老师告诉她实验室现有以下器材：双孔插座及与之配套的插头1套、小灯泡〈额定电压： DC3.0~3.4V，额定电流：350mA) 4只、电磁继电器（额定电压：DC6V；额定电流：0.15A）1套及与之配套的低压直流电源(输入电压：AC220V，输出电压：DC6V) 1台、蓄电池(两端电压：6V) 1只及与之配套的充电器(输入电压：AC220V，输出电压：DC6.3V)1只、导线(足量).如图7所示。
(1)请你帮助小兰在图7上完成简易应急照明灯的接线。要求如下： 17 ①家庭电路正常工作时，充电器自动给蓄电池充电，各灯泡均不发光；
17 2②当家庭电路停电时，蓄电池自动给各灯泡供电，使各灯泡均正常发光，且在一盏小灯炮灯丝烧断后还应该有部分小灯泡能正常工作；72教学网
(2)小明看到小兰的连接电路后，认为可以去掉低压直流电源，而将电磁铁的两个接线柱直接接在充电器的输出端。请分析这样做不可行的原因。 解析：
（1）.由该型号应急照明灯的主要技术数据可知，其所用灯泡的额定电压为2.4V，其蓄电池两端的电压也是2.4V；由此可知，两只灯泡应并联。??2分 单只灯泡正常发光时的电流：IL?PL0.96W??0.4A??2分 UL2.4V干路中的总电流：I?2?IL?2?0.4A=0.8A???1分 即蓄电池对外供电电流为：I=0.8A ????1分 蓄电池充满电后，可以实现的最长应急照明时间：t?Q1.8?h=2.25h?2分 I0.8（2）．简易应急照明灯的接线如图答2所示。????6分
说明：上述电路图的6分具分布如下：
①电磁继电器的电磁铁应接于低压直流电源的输出端。?2分 ②充电器给蓄电池充电时应注意蓄电池的正负极。??2分 ③为了保证各小灯泡正常工作，应如图连接。??2分 若四个小灯泡接成先并联后再串联，扣1分。
（2）若将电磁铁的两个接线柱直接接在充电器两端，当家庭电路正常工作时，电磁铁有磁性，吸引衔铁下移，接通蓄电池充电电路，充电器给蓄电池充电；??2分
当家庭电路停电时，蓄电池与电磁铁构成通路，电磁铁依然保持磁性，蓄电池无法为小灯泡供电，小灯泡不能发光。?????2分
5、（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依次有共10个金属触点（在图乙中用1、2、3、4编号，编号相同的触点用中心轴转动的开关旋钮两端各有一个旋钮可以将相邻的触点连接。例如，
圆盘，在圆盘的边缘“○”表示，“○”中标有导线连接）。可以绕金属滑片，转动开关图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 低温 660 440 264 加热功率/W 1100 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?
解析：1．由图可知：
旋钮上的箭头指向D位置时，电热丝R1和R2并联，此时电路消耗功率最大P1＝1100W（1分） 旋钮上的箭头指向C位置时，电热丝R1单独工作，此时电路消耗功率为：P2=660W（1分）
2U2220V??所以：R1＝＝＝73.3Ω………………………………………………（1分） P2660W旋钮上的箭头指向B位置时，电热丝R2单独工作，此时电路消耗功率为：P1=440W（1分）
2U2220V??所以：R2＝＝＝110Ω………………………………………………（1分） P3440W当旋钮上的箭头指向A位置时，电热丝R1和R2串联，此时电路消耗功率为：
2U2220V??P4＝＝＝264W………………………………（1分） R1＋R273.3??110?2．电热丝的电阻会随温度而变化。在借助电池组、电压表和电流表截取一定阻值的电热丝时，电热丝消耗的功率很小，一定时间内产生的热量少，故温度低，此时电阻小；当电热丝接入家庭电路工作时，消耗的电功率较大，一定时间内产生的热量多，温度升高显著，电阻变大明显：由公式
U2P＝可知，此时消耗的电功率比测得的电阻计算的电功率要小一些。…………………………（3
R分）
3．电热器在给水加热时。由于水在吸热的同时还在散热（向空气传递热量、蒸发吸热），并且随着水温的升高，水温与环境温度差增大，热传递的速度加快、水蒸发时吸热的速度也加快，导致水的温度升高减慢；当散失热量与从电热丝吸收到的热量平衡时，水温就不再升高了。………（2分）
加热功率越小，单位时间内产生的热量越少，达到上述平衡时与环境的温差越小，所以水能达到的最高温度越低。………………………………………………………………（1分）
近十年全国初中应用物理知识竞赛试题分类汇编专题二十生活用电 - 图文
