1、2013-2014第二十四届全国初中应用物理竞赛（巨人杯）试卷与答案（带解析） 选择题 汽车的观后镜是用来观察车后路面情况的装置，一般为凸面镜。正常情况下，坐在驾驶员位置的人通过左侧观后镜应该看见如图 1甲所示的效果。在某次准备驾车外出前，坐在驾驶员位置的王师傅发现，从左侧观后镜中看到的是如图 1乙所示的情景。为确保行驶安全，左侧观后镜的镜面应适当完成图 2中的哪种操作（ ） 答案： A 试题分析：图 1乙看到的情景可知，观后镜看到的是汽车的本身，则说明观后镜太向里了，应该向外旋转一些，就可以看到汽车之外的景物了。 考点：光的反射。 如图所示的电动自行车既可以电动骑行，也可以脚踏骑行。电动骑行
2、时，蓄电池对车上的电动机供电，电动机为车提供动力。下表是某型号电动自行车的主要技术参数。根据学过的物理知识，判断以下估算结果中合理的是 （ ） A电动自行车行驶过程中，电动机的工作电流保持 5A不变 B蓄电池一次充足电，放电时可输出的电能最多约为 3.5104J C若蓄电池储存能量的 80%用于驱动电动自行车 在平均阻力为 40N的水平公路上匀速行驶，蓄电池一次充电最多能连续电动行驶约 4lkm D蓄电池一次充电后，该电动自行车最多可供电动骑行 2.4h 答案： C 试题分析：由于电动自行车的额定功率为 240W，额定电压为 48V，故电机以电动骑行时正常工作时的电流为 5A，但电动自行车行驶
3、时并不都是额定电功率行驶，故工作电流并不都是 5A不变， A是不正确的； 蓄电池一次充足电，放电时输出的电能约为 W=48V12A3600s=2.07106J，故B是不正确的； 若蓄电池储存的电量的 80%转化为克服阻力做功，则克服阻 力所做的功为W=2.07106J80%=1.66106J，故行驶的距离约为 s= =41.5km，故 C是正确的； 电池一次充电后，如果电能转化的效率是 100%，且电机都是额定工作，则最少可供电动自行车骑行的时间 =2.4h，故 D也是不对的。 考点：电功率、功率的计算。 为了监督司机是否遵守限速规定，交管部门在公路上安装了固定测速仪。如图所示，汽车向放置在道
4、路中间的测速仪匀速驶来，测速仪向汽车发出两次短促的超声波信号。第一次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时 0.5s，第二次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时 0.3s，若发出两次信号的时间间隔是 l.ls，超声波的速度是 340m/s，则（ ） A汽车接收到第一次信号时，距测速仪 170m B汽车接收到第二次信号时，距测速仪 102m C汽车的速度是 34m/s D汽车的速度是 30.9m/s 答案： C 试题分析：第一次信号遇到汽车时，汽车距测速仪的距离为 s1=85m，故 A不对；第二次信号遇到汽车时，汽车距测速仪的距离为 s2=51m，故 B也不对；二次遇到信号的距
5、离间隔是 s=85m-51m=34m，时间间隔是 t=1.1s-0.25s +0.15s =1s，故汽车的速度为 v=34m/s，故 C是正确的。 考点：速度的计算。 小东在观看 “神舟十号 ”飞船发射时，想估算一下运载飞船的火箭在发射后的第一个 l0s内的平均速度。他上网查到运载 “神舟十号 ”的长征二号 F运载火箭全长 58m。然后从网上下载了 “神舟十号 ”发射的视频，分别截取火箭刚发射时和发射后第 l0s的图片，如图甲和图乙所示。则火箭发射后第一个 l0s内的平均速度值应最接近 （ ） A 4 m/s B 9 m/s C 12 m/s D 15 m/s 答案： B 试题分析：从图 8甲
6、、乙的对比中，可以看出，在这 10s内火箭向上飞行了大约 1.5个火箭的全长，即距离为 58m1.590m，时间为 10s，故平均速度的大小为 9m/s， B是正确的。 考点：平均速度。 将一只点燃的蜡烛靠近家里的镜子，会发现镜子中出现了多个蜡烛的像，如图所示。对于这种现象，下列解释中正确的是 （ ） A镜子的质量不好，反射面不平整 B光经玻璃前表面和后表面发生多次反射后形成了多个虚像 C烛焰将附近的空气加热后，由于空气密度不均匀导致的折射形成了多个虚像 D火焰抖动的过程中，由于视觉暂留效应形成的错觉 答案： B 试题分析：由于玻璃有一定的厚度，故蜡烛在玻璃的前后面上发生多次反射，从而形成多个
7、虚像，故 B是正确的。 考点：平面镜成像。 2013年 6月 20日我国宇航员王亚平首次进行了太空授课。下图为王亚平所做实验的一个画面，图中的水呈球状而不破裂，除了失重的原因外，还主要是因为 （ ） A水球的外表面有一层很薄的橡皮膜 B水球表面分子之间相互作用的引力大于斥力 C在实验用水中事先添加了某些特殊物质 D到外太空后，水的分子结构发生了变化 答案： B 试题分析：水滴呈现球形，除了失重的原因外，其另一个主要原因是由于分子间的引力，便得水分子紧紧包在一起而形成球形，故 B中的说法是由于水球外表面分子间相互作用的引力大于斥力的结果，故 B是正确的。 考点：分子间的作用力。 汽车发动机在工作
8、过程中需要冷却。图为汽车发动机的水冷系统工作原理示意图。在汽车发动机正常工作的过程中，如图所示有关汽车发动机水冷系统中水流方向以及水泵叶轮转向的示意图中，正确的是 （ ） 答案： B 试题分析：由于发动机是高温物体，冷水通过它时温度升高，水的密度变小，故水会上升，所以水流的方向是从发动机流出的，故 A 、 C不对；又根据水泵的旋转方向可以判断出， B的旋转方向更有利于水从发动机流出，故 B是正确的。 考点：热胀冷缩，浮沉条件。 “嫦娥三号 ”探测器在月球表面降落时，没有使用降落伞，是因为 （ ） A月球表面非常松软，不需要使用降落伞减速 B距离月球表面太近，用降落伞来不及减速 C月球表面附近没
9、有大气，降落伞无法起到减速的作用 D “嫦娥三号 ”质量太大，不易制作足够大的降落伞 答案： C 试题分析：平时我们用降落伞时，是利用了空气对降落伞的阻力作用，但在月球上由于没有空气，故它无法起到减速的目的，故 C是正确的。 考点：力的概念。 图甲为一把手工锯的锯条，图乙所示为正对着锯齿看的效果，发现它的锯齿都 “东倒西歪 ”的侧向两侧，而不在一个平面上。其原因是 （ ） A将锯齿做成这样的形状后，容易将锯齿打磨得更锋利 B将锯齿做成这样的形状后，锯条承受撞击能力更强 C锯条用得太久，锯齿被撞歪了 D将锯齿做成这样的形状后，可以使锯口加宽，减小被锯物体对锯条的摩擦力 答案： D 试题分析： 这
10、样做的目的是可以使锯口加宽，锯条在锯木头时，锯条在其中运行自如，减小了锯条与大头间的摩擦力，故 D是正确的。 考点：摩擦力。 “元旦文艺会演 ”时，物理老师和电工师傅合作给同学们表演了一个 “不怕电 ”的节目（注意：因该节目有危险，同学们切勿模仿）。首先电工师傅将两根导线的接头 A、 B分别连接到一标有 “P 2220 100”的灯泡（如图甲所示）的接线柱C、 D上，闭合开关，灯泡正常发光。随后，电工师傅断开开关，取下灯泡，物理老师站到干燥的木凳上，左、右两手分别抓住两导线接头 A、 B（如图乙所示），此时电工师傅闭合开关， 用测电笔分别测试导线接头 A、 B及物理老师的皮肤，发现测电笔的氖管
11、均发光，而在这一过程中，物理老师依然谈笑自如。对以上现象的解释，你认为下列说法中正确的是（ ） A物理老师有 “特异功能 ”，确实不怕电 B物理老师的双手戴着绝缘手套 C在人、灯替换的过程中，电源的零线被断开了 D在人、灯替换的过程中，电源的火线被断开了 答案： C 试题分析：由于电源在接 C、 D两端时，灯光能够发光，说明电源是家庭电路的电压 220V，该电压大于安全电压，故如果直接接在人的射体上，人就会触电，而现在人却没有事，说明是在人、灯交替的过程中，将零线断开了，因为只有火线与人体相连时，且人与大地是用绝缘木凳隔开的，通过人体的电流为零，人当然就没有事了，故 C是正确的。 考点：安全用
12、电。 如图甲所示，家用漏电保护器是在用电器发生漏电故障或人体触电时实施保护的设备，它的内部构造中包含有两个部分 检测装置和试验电路。家庭电路漏电时，通过火线与零线的电流不相等。漏电保护器中有一检测装置（在图乙中双虚线框内，未具体画出），当它检测到通过自身的火线和零线的 电流不等时，便切断电源，起到保护作用。漏电保护器中还有试验电路，由一只开关 S与一个电阻 R组成，闭合开关 S就能模拟漏电情形，从而检查漏电保护器工作是否正常。请在图乙中漏电保护器的虚线框内画出试验电路。 答案：连接如下图所示。 试题分析：由于试验电路是指模拟漏电的情形，即电流通过火线与零线的大小不相等，由于平时都是用电器漏电引
13、起的，故试验电路的漏电也应该从检测电路后开始，故保护器的一根线应该接在检测电路后的火线上，另一根跨过检测电路接在零线上，如下图所示。 有的同学说，也可以将试验电路的一端接在未进入检 测电路的火线上，另一端接在检测电路后的零线上，当然这样也会使通过火线与零线的电流不相等，但这种漏电模拟电路与实际的漏电情况是有很大差异的，所以不是最完美的接入方式。 考点：安全用电。 简答题 小明在用如图所示的气筒给自行车轮胎打气后，发现气筒外管的温度明显比打气前升高很多，且越靠近气筒外筒的顶部的地方，温度越高。注：在用该气筒给自行车轮胎打气过程中，底座和内管不动，手柄和外管上下运动；活塞固定在内管顶部。请你分析产
14、生这一现象的原因。 答案：（ 1）用气筒给自行车打气的过程中，外管顶部对气筒和轮胎内的气体做 功，气体内能增大，温度升高，气筒外管将热量传递到管的外壁，因此气筒外壁温度明显升高； （ 2）因为外筒越向下移，外管的顶部气体被压缩得越多，气体压强越大，移动相同的距离，对气体做功越多，气体内能增加越明显，温度越高，进而导致气筒外壁上部温度比下部温度更高； （ 3）外管在相对活塞上、下运动的过程中，向外传递的内能主要来自于内部被压强的高温气体，而外筒的下部与上部相比，其与管内高温气体的接触时间比较短，吸收的热量较少，因此温度较低； （ 4） 外管在相对活塞向下运动的过程中，在高压气体的作用下，外管与活
15、塞间的压力增大，单位长度克服摩擦力做功而转化成的内能越靠近外管顶部越多，导致气筒外壁上部温度比下部温度更高。 试题分析：可以从压缩气体做功的角度去分析，从压缩越厉害，消耗机械能越多，转化为内能越多，温度越高的角度去分析。 考点：做功改变物体的内能。 如图甲所示为一辆在田地里使用的农用四轮拖拉机，它的前轮是导向轮，后轮是驱动轮，拖拉机在工作时一般后面挂有拖车或耕地设备等。图乙所示为一辆在仓库、机场、车站等地方常见的搬运货物的叉车，它的前轮是驱动轮，后 轮是导向轮。请分别解释为什么拖拉机的前轮窄小、后轮宽大得多，而叉车的前轮宽大、后轮窄小？ 答案：（ 1）拖拉机的前轮是导向轮，前轮窄小可以在改变方
16、向时减小转动前轮的阻力。 拖拉机在工作时后面挂的拖车或耕地设备，使得拖拉机的重心靠近后轮，后轮对地面的压力更大。后轮宽大可以减小压强，既能保护轮胎，也可以使拖拉机不会下陷到松软的田地里。 （ 2）叉车的后轮是导向轮，后轮窄小可以在改变方向时减小转动前轮的阻力。 叉车在搬运时货物放在前方，使得叉车的重心靠近前轮，前轮对地面的压力更大，前轮宽大既可以保护轮胎，也可以减 小叉车对地面的压强。 试题分析：可以从转动方便、省力的角度分析改变方向的问题；可以从压强、增大摩擦等角度分析主动轮的设计的目的。 考点：压强、摩擦力。 “嫦娥三号 ”探测器主要由两大部分构成：着陆器和巡视器，其中巡视器就是我们俗称
17、“玉兔 ”的月球车（如图所示）。网上有许多学生和科学爱好者问了许多关于月球车的有趣问题，你能帮他回答吗？ （ 1）月球表面的某些部分土壤非常松软，而且崎岖不平，石块、陨石坑遍布。设计什么样的月球车轮才能方便它在月球表面行驶？ （ 2）月球车为什么不使用减震性能更好的充气轮胎？ （ 3）月球车 的主要能量来源是什么？ 答案：（ 1） 月球车轮子表面积做得更大，压强更小，不至于陷进松软的月壤中。 采用轮脚复合式轮子，平地靠轮子行走，遇到小的障碍可以变 “轮 ”为 “腿 ”，爬行越过障碍。 （ 2） 月球表面的昼夜温差超过 300 ，橡胶不可能在如此大的温度范围内保持弹性与强度。 月球表面没有大气压
18、，充气轮胎易爆裂。 （ 3） 白天主要靠太阳能电池板。 夜晚主要靠 电池和核电池（或称为核放射热源）。 试题分析：（ 1）可以从压强、行驶方面考虑；（ 2）可以从真空、温度对橡胶的影响方面考虑；（ 3）从太阳能、蓄电池方 面考虑。 考点：压强，太阳能。 如下图所示，位于两个电线杆之间的电线总是呈现出向下的弧线，弧线最低点与两端悬点间的水平线的距离称为垂距或称垂度。请回答： （ 1）若架设电线时所留垂距过小，你认为会有什么危害？ （ 2）若架设电线时所留垂距过大，你认为会有什么危害或不足？ 答案：（ 1）架设电线时，若所留垂距过小，当气温降低时，电线收缩会拉断电线甚至将电线杆拉倒； （ 2） 架
19、设电线时，若所留垂距过大，遇到大风天气，电线摆动幅度过大，容易导致电线折断；同时，电线离地面太近，容易造成事故，并且浪费材料。 试题分析：垂距过小时，根据合力的知识可知，电线的拉力就会较大，况收缩时的拉力会更大；若垂距过大，则下垂的长度大，一是不安全，二是浪费材料，三是线的摆动会容易使线折断。 考点：力的合成，安全用电。 有两只干净、透明的圆柱形玻璃杯，一只盛满不含气泡、污物的纯净水，另一只为空杯子，两只杯子的杯口都被不透明的盖子盖严了。请你说明如何只用眼睛观察判断哪只杯中装有水，并说明这样做的依据。 答案：透过杯子观察杯后面较远处的物体，若看到的是正立的但左右相反的物体的像，则这只杯子中装水
20、；其依据是光的折射规律。 试题分析：两个 空杯子，一个装水，一个没装水，则我们就从光通过水时会发生一些现象入手进行分析，所以利用光的折射规律出现的现象即可。 考点：光的折射。 综合题 （ 11分）科技小组的同学们设计了如图甲所示的恒温箱温控电路（用于获得高于室温、控制在一定范围内的 “恒温 ”），包括工作电路和控制电路两部分。其中， R为阻值可以调节的可变电阻。 R为热敏电阻（置于恒温箱内），其阻值随温度变化的关系如图乙所示，继电器线圈电阻 50。 1如图甲所示状态，加热器是否处于加热状态？ 2已知当控制电路的电流达到 0.04A时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路的电流减小到 0.036A时，
21、衔铁会被释放。当调节 R=350时，恒温箱内可获得最高温度为 100 的 “恒温 ”。如果需要将恒温箱内的温度控制在最低温度为 50的 “恒温 ”，则应将 R，的阻值调为多大？ 3使用该恒温箱，获得最低温度为 50 的 ”恒温 ”，与获得最高温度为 100 的“恒温 ”相比较，哪一个的温度波动范围更小？为什么？ 答案：、加热状态； 2、 50； 3、 50 时的温度波动范围小。 试题分析： 1、针对甲所示的状态，我们发现，电磁铁没有磁性，街铁被弹簧拉起与上端的触点接触，加 热器与电源接通，故加热器处于加热状态。 2、由于获得最高温度为 100 时，变阻器的电阻为 350，又由乙图可知此时电阻箱
22、的阻值为 500，故存在下列关系式： E=0.04A（ 50+350+500）； 现在欲使温度最低在 50 时，此时电阻箱的电阻为 900，设变阻器的阻值为R，故存在如下关系式： E=0.036A（ 50+900+ R），联立方程，解之得：R=50， E=36V。 3、当获得最低温度为 50 时，控制电路中的电阻为 1000，欲使电流达到0.04A的最高街接电流，控制电路的电阻应该 为 =900，所以热敏电阻的阻值为 900-50-50=800； 当获得最高温度为 100 时，控制电路中的电阻为 900，欲使电流达到 0.036A的最低释放电流，控制电路的电阻应该为 =1000，所以热敏电阻的
23、阻值为 1000-50-500=450； 我们在图乙中通过标出 900 800之间的范围，观察到温度的范围要比 500450 的范围小，因为此时图像陡一些，故最高温度为 50 时的温度波动范围小。 考点：欧姆定律。 （ 12分）如下左图所示为 16mm电影放映机放电影，这种电影放映机使用宽度为 16mm 的电影胶片，电影中的声音以声音信号的方式刻录在电影胶片上，如下右图所示。 1电影放映机正常放映时，有关放映灯泡、放映机镜头（凸透镜）、电影胶片、反光镜（凸面镜或凹面镜）的种类及其相对位置关系，提出了如下图所示的几种猜想，其中可能正确的是（ ） 2有一次，电影刚开始放映时，小新发现银幕上的画面全
24、部是倒立的。在这种情况下，下列所述的观看效果中，不可能出现的场景是 （ ） A.人退着向后走 B地上的碎陶片突然聚集起来，最后形成一只漂亮的陶罐 C听到的是正常的影片中的对白 D.箭倒着飞向弓 3小新看电影时，估计银幕到电影放映机的距离约为 15m;银幕上的电影画面宽度约为 3m。已知电影放映机所使用的 16 mm电影胶片中画面的宽度约为 10 mm。则根据以上数据可知电影放映机镜头的焦距可能为（ ） A. 52mm B.24mm C. 49mm D. 26mm 4若该 16 mm电影胶片的厚度 H=0.14 mm。片夹上密密地绕了一整盘电影胶片，如图所示，图中 d和 D分别表示片夹内电影胶片
25、的内径和外径。求： （ 1）这盘电影胶片的总长度 L约是多少？ （ 2）若按每秒 24幅画面正常放映，这盘电影胶片大约能 连续正常放映多长时间？（不计片头与片尾的长度） 答案：、 A； 2、 C； 3、 C； 4、（ 1） 646m；（ 2） 1h。 试题分析： 1、由于放映机成像时，成的是倒立、放大的实像，而要让像（即胶片）更亮一些，需要用到凹面镜聚光，故 C、 D是不对的；灯泡放在胶片的左侧，以使得胶片更亮，故 A是正确的； 2、由于银幕上的画面全部是倒立的，说明胶片放置时放反了，则随之而来的声音就不可能是正常的声音了，太 C是不可能出现的，应该选 C。 3、由于像距为 15m，故 15m
26、2f，所以首先确定凸透镜的焦距小于 7.5m；由凸透镜成像时的几何 关系可知： ，解之得此时的物距为 u=50mm，故物距一定在 1倍焦距与 2倍焦距之间，即 f50mm2f，所以 25mmf50mm，则 A、 B都是不对的； C、 D虽然都能满足要求，但是如果焦距是 26mm的话，物体就会越靠近 2倍焦距处，成像的放大率不会这么大，所以凸透镜的焦距可能是 49mm，这样物体就在凸透镜的焦点稍外的位置，成像的放大率较大，故该题选 C。 4、（ 1）欲求胶片的总长度，则根据体积相等的原理可知胶片密绕时的总体积等于展开时的总体积，即： HL16mm=（ ） 2-（ ） 216mm，将H=0.14m
27、m代入解之得： L=646m。 （ 2）由于每幅画面是 7.5mm，故正常放映的速度为 v=180mm/s=0.18m/s，故这盘胶片正常连续放映的时间为 t=3589s=59.8min1h。 考点：凸透镜成像，速度、路程、时间的计算。 （ 12分）小亮家有一辆轿车，爸爸在给他讲车的性能时，总是说 “2.0的排量 ”，却很少说 “功率 ”，为此小亮特地从网上查到了排量的定义：活塞从上止点移动到下止点所通过的 “工作容积 ”称为气缸排量。如果发动机有若干个气缸，所有气缸 “工作容积 ”之和称为发动机排量。小亮从说明书上查到家中的轿车采用的是 LFX直列四缸发动机，排量为 2.0L；从网上查找到了
28、了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示。 1根据图 21分析，在发动机转速为 1000 5000 r/min范围内，它的输出功率与转速大致有怎样的定性关系？ 2试通过公式推导出在其他参数相同时，轿车发动机的输出功率与其排量的关系。 3小亮又向爸爸询问了一些实测数据：轿车行驶的路况好，平均车速为l00km/h时，发动机转速为 2000r/min，平均油耗为 9L/l00km。参考图 21中的数据，分析这辆汽车在这种状态下行驶时，发动机的效率约为多少？每个做功冲程气缸内气体的平均压强是约为多少？（已知汽油的热值为 4.6107J/kg，密度为 0.7l103kg/m3） 答案：、正比； 2、 P
29、= ； 3、 9105Pa。 试题分析： 1、从图 21可以看出，在 1000 5000r/min范围内，图线是一条过原点的直线，即说明输出功率与转速成正比。 2、设做功冲程燃气对活塞的平均压强是 p0，发动机排量为 V 排 ，每个活塞的受力面积为 S，活塞移动距离为 L，则 V 排 =4SL，做功冲程中燃气对一个活塞的平均压力为 F=p0S， 每完成一个工作循环，在做功冲程中燃气对一个活塞做的功： W=FL=SL=则每个工作循环中，四个气缸燃气对活塞做的总功： W=4W0=p0V 排 每个工作循环，发动机的转轴转 2圈，所用的时间 t=2/n， 故发动机转速为 n时燃气对活塞做功的功率： P
30、= 。 所以，在发动机转速 n、做功冲程气缸平均压强 p0等参数相同时，燃气对活塞做功的功率 P与发动机排 量 V 排 成正比。当发动机的效率保持不变时，发动机的输出功率 P 出 又与燃气对活塞做功的功率 P成正比，因此发动机的输出功率 P 出与发动机排量 V 排 成正比。 3、由发动机输出特性曲线可知：发动机转速为 2000r/min时，其输出功率约为30kW（取值在 29 31kW范围内均可） 设汽车行驶 100km，则汽车的所用时间为 t= =1h=3600s； 故有用功 W有 =Pt=30kW3600s=1.08108J； 总功就是 9L汽油完全燃烧所放出的热量 Q 放 =Vq=910
31、-3m30.71103kg/m34.6107J/kg=2.94108J； 故发动机的效率 = = =36.7%。 因为输出功率 P= ，而 V 排 =2.010-3m3， n=2000r/min=33.3r/s；P=30kW=30000W，故做功冲程气缸人气体的平均压强约为 p0=9105Pa。 考点：功率，压强，热量的计算，发动机的效率。 （ 15分）小明自己设计并动手将房间里的窗帘改成电动窗帘。为此他购置了微型电动机及减速装置、电源、双刀双掷开关、滑轮、皮带、拉绳等器材，对原有的窗帘盒进行改造。 1如图 22甲所示，小明在窗帘盒（上方的双虚线框）内安装了电动装置，电动装置通过拉绳拉着窗帘一
32、起运动。改变通过微型电动机的电流方向，就可改变其转轴转动的方向，从而将窗帘打开或关闭。利用双刀双掷开关，可以实现电源对电动机供电电流方向的改变。请你在图 22甲右侧的虚线框内，完成电源、双刀双掷开关和接线柱间的电路连接。 2电动机的转速一般很高，需要安装减速装置，如图 22乙所示。请说明减速装置的减速原理。 3下表是所使用的微型电动机的部分数据。表格中，额定功率是 “电动机在额定电压和额定电流下工作时的输出功率 ”，堵转电流是 “在 额定电压下，让电动机的转轴固定不动时的电流 ”。 请根据表中的有关数据计算： （ 1）以额定功率运行时，该电动机的效率为多少？ （ 2）电动机的额外功率主要由热损
33、耗和机械损耗造成，请分别求出以额定功率运行时，该电动机的热损耗功率和机械损耗功率？ （ 3）在图 22 甲中，减速装置、飞轮、皮带、滑轮、拉绳共同构成了传动装置。已知每半边的窗帘滑轨长度为 1.5m，要求自动窗帘能够在 6s内从完全关闭到完全打开。 拉动半边窗帘时，挂钩和滑轨间的平均摩擦力为 2N。则安装电动窗帘时，对传动装置的机械效率有何要求？ 答案：、电路的 连接如下图所示； 2、见； 3、（ 1） 52.7%；（ 2） 0.91W；（ 3） 大于 46.5%。 试题分析： 1、欲使双刀双掷开关掷向下功掷向上时，通过电动机的电流方向相反，则只需把双刀双掷的两个动片接在电源两端，当接下时，通
34、过电动中的电流一个方向，再接上端时，通过电动机中的电流又一个方向，故连接的电路如图所示。 或者是把电源与下端的两个接线柱接通，双刀双掷开关的动片与电动机接通，开关的上、下四个静片分别交叉连接也可以实现题意的目的） 2、与输入轴固定在一起的齿轮周长小，齿轮数少，与输出轴固定在一起的齿轮周长大，齿轮数多。因此，输入轴转动很多圈才能带动输出轴转动一圈，实现减速的功能。 3、（ 1）由于电动机正常运行时的总功率 P 总 =U 额 I 额 =12V0.34A=4.08W， 电动机的额定输出功率 P 出 =2.15W， 故电动机以额定功率运行时的效率 = 100%=52.7%。 （ 2）电动机正常运行时的电阻 R= =8.82， 故电动机的热损耗功率为 P 热 =I 额 2R=（ 0.34A） 28.82=1.02W， 电动机的额外功率 P 额 =P 总 -P 出 =4.08W-2.15W=1.93W， 故电动机的机械损耗功率 P 损 =P 额 -P 热 =1.93W-1.02W=0.91W。 （ 3）对于传动装置，其输入的功率为 P 入 =2.15W，窗帘拉开时克服阻力做的功为 W 有 =2Fs=22N1.5m=6J；故传动装置的机械效率=46.5%。 故要求其传动装置的机械效率大于 46.5%。 考点：安全用电，机械效率，欧姆定律，电功率的计算。
