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28--32届全国中学生高中物理竞赛预赛试题分类汇编-------电路


全国中学生高中物理竞赛预赛试题分类汇编-------电路

(30 届预)13.(16 分)一个用电阻丝绕成的线圈,浸没在量热器所盛的油中,油的温度为 0℃.当线圈两端加上一定的电压后,油温渐渐上升.0℃时温度升高的速率为 5.0K·min , 持续一段时间后,油温上升到 30℃,此时温度升高的速率变为 4.5K·min ,这是因为线圈 的电阻与温度有关.设温度为θ ℃时线圈的电阻为 Rθ ,温度为 0℃时线圈的电阻为 R0,则有
-1 -1

Rθ = R0 (1+α θ ),α 称为电阻的温度系数.试求此线圈电阻的温度系数.假设量热器及其中
的油以及线圈所构成的系统温度升高的速率与该系统吸收热量的速率 (即单位时间内吸收的 热量) 成正比; 对油加热过程中加在线圈两端的电压恒定不变; 系统损失的热量可忽略不计.

(29 届预)7. (10 分)在寒冷地区,为了防止汽车挡风玻璃窗结霜,可用通电电阻加热.图示为 10 根
阻值皆为 3Ω 的电阻条,和一个内阻为 0.5Ω 的直流电源,现在要使整个电路中电阻条上消耗的功率最大, i.应选用_________根电阻条. ii.在图中画出电路连线. 答案:i.当外电路与内电路电阻值相等时电源的输出功率最大,电 阻条上消耗的功率也最大,因此需用 6 根电阻条并联。(7 分) ii.如图所示(任意 6 根电阻条并联均可)(3 分)。

(29 届预)12. (20 分)一段横截面积 S=1.0 mm 的铜导线接入直流电路中,当流经该导线的电流 I
=1.0A 时,该段铜导线中自由电子定向运动的平均速度 u 为多大?已知,每个铜原子有一个“自由电子”,

2

每个电子的电荷量 e ? 1.6 ?10 德罗常量 N0

?19

C ;铜的密度 ? ? 8.9 g / cm3 ,铜的摩尔质量 μ=64g/mol.阿伏枷

? 6.02 ?1023 mol?1 .

解:设单位体积中自由电子数为 n,则有

I ? nqu S




n?

? N ? 0
u?



由以上两式得

?I ? qsN0



代入已知数据得

u ? 7.5 ?10?5 m/ s
评分标准:本题 20 分。



①式 6 分,②式 8 分,③式 2 分,④式 4 分。

(28 届预)10.(20 分)有两个电阻 1 和 2,它们的 阻值随所加电压的变化而改变,从而它们的伏安特 性即电压和电流不再成正比关系(这种电阻称为非 线性电阻) .假设电阻 1 和电阻 2 的伏安特性图线分 别如图所示.现先将这两个电阻并联,然后接在电 动势 E=9.0V、内电阻 r0 = 2.0Ω 的电源上.试利用题 给的数据和图线在题图中用作图法读得所需的数 据,进而分别求出电阻 1 和电阻 2 上消耗的功率 P1 和 P2.要求: i. 在题图上画出所作的图线. (只按所画图线评 分,不要求写出画图的步骤及理由) ii.从图上读下所需物理量的数据(取二位有效 数字) ,分别是: iii . 求 出 电 阻 R1 消 耗 的 功 率 P1= ,电阻 R2 消耗的功率 P2 = .

10. i.如图所示.( 8 分) (图错不给分,图不准确酌情评分.) ii.并联电阻两端的电压 U0=2.3V (2 分) ,通过电阻 1 的电流 I10=1.2A (3 分) ,通过电 阻 2 的电流 I20= 2.2A ( 3 分) (读数第一位必须正确,第二位与答案不同,可酌情评分.)

iii. 2.5 W ( 2 分) , 4 .9W ( 2 分)


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