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电器中的物理知识
图1
新课程强调从生活走向物理，从物理走向生活，密切科学、技术与社会之间的联系，改变学科本位和机械的学习方式，从近年来各地中考试题来看，创新性试题所占比重逐年增大,已成为各地中考考查的热点内容。这类试题以工农业生产、高新技术和社会生活中的实际问题为素材，要求考生将试题展示的实际情景转化为物理情景，然后运用相应的物理知识解答。以下仅对涉及电子器件的考题加以赏析。
1．电饭锅
以下是关于电饭锅的原理的说明。请你在画线的空格处填写恰当的物理名词或数值，并回答有关提问。
电饭锅能自动控制电流加热的程序，把饭煮得甘香柔软而不焦枯，靠的是如图1所示的自动控制开关。当按下开关按键，如图1(a)所示。开关横杆把磁铁向上顶，使磁铁吸住感温软铁，这时，发热电阻丝接通电源，开始加热。当锅内的饭沸腾后，锅内的水就会因_______而渐渐减少。当锅内的水蒸干，锅内的温度就会超过________℃，当温度达到103℃时，感温软铁就不受磁铁的吸引，开关的杠杆在弹簧的弹力及自身重力的作用而下降，使接触点分开，发热电阻丝与电源断开，如图1(b)所示。与此同时，接通另一保温电路(图中略去未画)，保持饭的温度在70℃左右。
(a)“当温度达到103℃时，感温软铁就不受磁铁的吸引”这一现象说明了什么物理道理?
(b)能用这种电饭锅来烧开水，并自动保温在70℃左右吗?写下你的判断，并简要说明理由。
答案：蒸发 100℃
(a) 当温度达到103℃时，感温软铁内的分子无规则运动加剧，软铁无法被磁化，永久磁铁对其不再有吸引力．
(b)不能．因为水沸腾时温度为100℃,并不再上升,只有水烧干了,温度才会升高到103℃.

2. 洗衣机
（1）右表是张丽同学家新买的洗衣机铭牌上的部分数据。
为了能让妈妈正确使用这台洗衣机，张丽同学把铭牌上的内容给妈妈做了解释。请你也用学过的物理知识，解释一下这个铭牌上的内容。（任选四条）
①
②
③
④
图２
（2）有些家用洗衣机的外壳是金属的(有的地方没有油漆)，图２甲表示这种洗衣机插头没有接地线，外壳与火线接触漏电，手触及外壳的金属部分，试在图２甲中画出电流经过的路线(假设此时M为正，N为负，下同)；图乙表示插头已接地，接在洗衣机外壳，此时发生漏电，试在图２乙中画出电流经过的路线。
答案：
⑴额定电压：这台洗衣机需要接在220V的电源上才能正常工作;
额定频率： 这台洗衣机需用频率为50HZ的交流电源;
额定容量： 这台洗衣机一次西衣服的质量不能超过5kg;
洗涤功率： 这台洗衣机洗衣时的功率为350W;
加热温度： 这台洗衣机能将机内水的温度加热到30-60℃;
最大电流： 这台洗衣机工作时电流不能超过5A.
⑵甲图中电流流过人体,乙图中电流流过接地线, 不流过人体.

图３

电铃

3. 火警自动报警器
小红同学为探究一种火警自动报警器的原理，她找到了该报警器的原理图，如图３所示。经过仔细研究，她认为，发生火警时，该报警器将会发生下列变化：
(a)温度升高使双层金属片向下弯曲；
(b)接通触点,使电磁铁工作电路中有电流通过；
(c)电磁铁有磁性；
(d)衔铁被吸下；
(e)接通电路使电磁铁中有电流通过;
(f)电灯亮、电铃响，发出警报。
你认为这些变化的正确顺序是（ ）
A．a、b、c、d、e、f B．a、e、c、d、b、f
C．a、b、d、c、e、f D．a、e、d、c、b、f
答案：D
4．微波炉
微波炉是现代家庭中的烹饪工具．接通电源后微波炉内的磁控管能产生频率很高波长很短的电磁波，故称为微波．微波有以下重要特性：(1)微波的传播速度等于光速，微波遇到金属物体，会像光遇到镜子一样地发生反射．(2)微波遇到绝缘材料，如玻璃、塑料等，会像光透过玻璃一样顺利通过．(3)微波遇到含水的食品，能够被其大量吸收，引起食品内部分子发生剧烈的振动，达到加热食品的目的．(4)过量的微波照射对人体有害．
(1) 微波在真空中的传播速度为_______ m/s．
(2)若一微波束与金属板成30°角射向金属板，反射时反射角为______。
(3)为防止微波泄漏对人体造成伤害，在玻璃炉门内侧应装有____________．
(4)小明家使用的微波炉功率为1000W，小明用该微波炉加热质量为300g、温度为20℃的水至沸腾，用时2 min，这段时间内微波炉的效率为________。【c水=4．2×103J/(kg·℃)，盛水容器吸热不计，气压为一个标准大气压】
图４
答案 (1)3×l08 (2)60° (3)金属网(或金属板) (4)84%

5．电冰箱
环戊烷是一种既容易液化又容易汽化的物质，而且环保．顺德生产的一种新型环保电冰箱就是利用环戊烷替代氟利昂进行工作的．如图４所示，环戊烷在管子里流动，当它流到冷冻室时就会______吸热_____，流到冷凝器里就会_____放热_______．这样就可以使冰箱的冷冻室长期保持低温．（填“吸热”或“放热”）
图５所示是某种型号电冰箱的外观图，下表是该冰箱的主要技术参数，请你回答下列问题：
总有效容积（L）
200
冷冻室有效容积（L）
49
总输入功率（W）
100
冷冻能力（kg/24h）
3.0
耗电量（kw·h/24h）
0.59
制冷剂
R600a58g
外型尺寸（mm）
554×561×1499
重量（kg）
60
气候类型
ST×SN×N

图５

(1)依据表中的数据计算冰箱在给定的工作状态下压缩机—天的工作时间。该电冰箱正常工作一个月(按30天计算)耗电 度
(2)电冰箱有四个脚，每个脚与地面的接触面积为250mm2，若冰箱内现有食物的质量为 10kg，求电冰箱对水平地面的压强 。(g取10N／kg)
(3)电冰箱在运输和放置时对倾斜程度有一定的要求，请你自己设计—种方法来检查电冰箱是否倾斜。要求画图并说明其操作方法 。
答案：吸热 放热 ⑴5.9h 17.7 kw·h ⑵7×105 ⑶用重垂线来检验 

图６
6. 电梯
图６是一种电梯结构的示意图，电梯厢在电梯井中沿竖直通道上下运行。钢链的两端分别固定在电梯井顶部的A点和B点，同时钢链绕过重15000 N电梯厢下的滑轮而托起整个厢体E，又跨过电梯井顶部由电动机驱动并带有齿轮的轮轴C，在 C和B之间吊起与动滑轮相连的配重D．电梯载重量为10人(1人的质量按60 kg计算，取g=10 N / kg，忽略摩擦及钢链的质量)．请回答：
(1)配重的功能是什么?住已知电梯厢重和载重量的情况下，配重的质量最好是多大?
(2)当电梯满载匀速上升时，A、B两点受到的拉力各是多大?

答案： (1)配重是一种平衡体.其质量应选择大约跟电梯厢(包括平均搭载的乘客)的质量相等.这样,当开动电动机时,它只需要供给提升多搭载的乘客上升或少搭载的乘客下降的动力,其余的重力由配重来平衡.所以,最经济的配重所受重力ＧＤ应为厢体重ＧＥ与承载人重Ｇ人的一半之和.即
所以配重的质量为1800kg.
(2) A点受力
B点受力

7. 电子秤
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７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:l，压力传感器R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。
压力F /N
0
50
100
150
200
250
300

电阻R/Ω
300
270
240
210
180
150
120

图7
设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，接通电源后．压力传感器两端的电压恒为4.68 V，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?

答案：⑴由题意知，电子秤空载时，压力传感器受到的压力Ｆ１＝０，由表知，此时压力传感器的电阻Ｒ１＝300Ω.电路中的电流为

所以, 该秤零起点的刻度线应标在电流表刻度盘的15.6毫安处.
⑵当电流表的读数为I2=20mA时, 压力传感器的电阻为
由表中数据可以看出,压力与电阻的变化量成正比.设此时的压力为F2,则
解得F2=110N.
设该人体重为Ｇ,压杆受到传感器向上的支持力,其大小应为Ｆ2.由杠杆的平衡条件有：

⑶传感器能承受的最大压力
设踏板上能称量的最大重力为Ｇ大，由力的相互作用关系和杠杆平衡条件有

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