题目内容
（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圆盘，在圆盘的边缘依次有共10个金属触点（在图乙中用“○”表示，“○”中标有1、2、3、4编号，编号相同的触点用导线连接）。可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将相邻的触点连接。例如，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 |
加热功率/W | 1100 | 660 | 440 | 264 |
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）
所以：R1＝
＝
＝73.3Ω………………………………………………（1分）
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）
所以：R2＝
＝
＝110Ω………………………………………………（1分）
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：
P4＝
＝
＝264W………………………………（1分）
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P＝
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）
（2009全国初中应用物理知识竞赛复赛题）小兰家的全自动家用豆浆机的部分技术数据如下表所示。
额定电压 | 220V | 电机功率 | 180W |
额定频率 | 50Hz | 加热功率 | 800W |
加干豆量 | 75g | 加 水 量 | 1200mL |
制作豆浆的程序大致如下：(水温为20℃)
工作程序 | 加热→ | 打浆→ | 煮浆→ | 防溢延煮→ | 断电报警 |
工作时间与状态 | 电热器开始加热，8min后，水温达到打浆设定温度。 | 电机带动刀片高速打浆，打浆共4次，每次打15s，间隔15s。 | 电热器继续加热，直至豆浆第一次沸腾，耗时2min。 | 电热器间断加热，(每加热l min，停20s)使豆浆反复煮沸，充分煮熟。共6min40s结束。 | 机器发出声光报警，提示豆浆已做好 |
小兰在用该豆浆机制作豆浆之前关闭了她家所有的用电器开关，然后在豆浆机开始制作豆浆的同时，开始记录她家电能表(如图3所示)的转盘转过的圈数，当豆浆机发出声光报警时为止，数得电能表的转盘转过了74圈。请回答：
（1）．煮好一锅这样的豆浆需要消耗多少电能?
（2）．根据第1问的计算结果，计算制作一锅这样豆浆的过程中她家电能表的转盘应转过多少圈?
（3）．第（2）问中计算的结果与小兰实际记录的圈数相符吗?如不相符，请说出你对产生这一偏差的猜想。
(2006全国初中应用物理知识竞赛复赛)现在流行的无线市话俗称“小灵通”，是一种新型的个人无线接收系统，具有语音清晰、发射功率低、待机时间长、功能多、价格合理等特点、它的使用使传统意义上的固定电话不再固定在某个位置，可在无线网络覆盖范围内自由移动使用，并可随时随地接听、拨打本地和国内、国际电话．
表1是某一型号小灵通的部分资料数据．若这种小灵通在正常使用情况下，充电一次可使用7d，累计通话时间为1.2h，通话时耗电功率为平均发射功率的20倍．则：
表l
尺寸 (长×高×宽) | 约45 mm×83mm×23.5 mm |
质量 | 约85g |
发射功率 | 约10 mW(平均) |
电池 | 3.6V 580mA·h锂电池 |
充电器 | 输入：AC220V 50Hz 输出：DC5.2V 320mA |
充电器重 | 约50 g |
充电时间 | 2.5～3.5 h |
连续待机时间 | 48～200 h |
(1) 这部小灵通正常通话时的工作电流大约多大?
(2) 小灵通开机但不通话时的状态称为待机．这部小灵通的待机电流大约多大?
(3) 在没有充电器的情况下，可用一个电压略高于3.6V的直流电源为小灵通电池临时应急充电．请你设计一个方案，用图14所示的直流电源给这部小灵通的电池充电，并画出充电的电路图． 
