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1. 过去家里用久的白炽灯发光时的亮度往往比新买时的暗一些，请用所学物理知识加以解释。
答案
家里用久的白炽灯，灯丝（钨丝）受热会发生升华现象变为钨蒸气。
当钨蒸气遇到较冷的灯泡玻璃内壁时，又会发生凝华现象，附着在玻璃内壁，使玻璃壁变黑。
同时，由于灯丝不断升华变细，根据$R = \rho\frac{l}{S}（R$为电阻，$\rho$为电阻率，l为长度，S为横截面积），灯丝横截面积S变小，电阻R变大。
在电压U不变的情况下，根据$P = \frac{U^{2}}{R}（P$为功率），电阻R变大，灯泡的实际功率P变小，而灯的亮度由实际功率决定，所以亮度比新买时暗一些。
结论：用久的白炽灯灯丝升华变细使电阻变大，在电压不变时实际功率变小，导致发光亮度比新买时暗。
当钨蒸气遇到较冷的灯泡玻璃内壁时，又会发生凝华现象，附着在玻璃内壁，使玻璃壁变黑。
同时，由于灯丝不断升华变细，根据$R = \rho\frac{l}{S}（R$为电阻，$\rho$为电阻率，l为长度，S为横截面积），灯丝横截面积S变小，电阻R变大。
在电压U不变的情况下，根据$P = \frac{U^{2}}{R}（P$为功率），电阻R变大，灯泡的实际功率P变小，而灯的亮度由实际功率决定，所以亮度比新买时暗一些。
结论：用久的白炽灯灯丝升华变细使电阻变大，在电压不变时实际功率变小，导致发光亮度比新买时暗。
解析
【分析】
要解释用久的白炽灯变暗的原因，需从物态变化对透光性的影响、灯丝电阻变化对实际功率的影响两方面分析，而灯泡亮度由实际功率决定。首先回忆灯丝的物态变化：高温下灯丝升华，钨蒸气遇冷玻璃凝华；再结合电阻公式分析灯丝变细后的电阻变化，最后用功率公式推导实际功率的变化，进而联系亮度与功率的关系。
【解析】
家里用久的白炽灯，灯丝（钨丝）受热发生升华现象，由固态直接变为气态的钨蒸气；钨蒸气遇到温度较低的灯泡玻璃内壁时，发生凝华现象，附着在玻璃内壁，使玻璃壁变黑，透光性降低。同时，灯丝因升华逐渐变细，横截面积S减小，根据电阻公式$R=\rho\frac{l}{S}$（ρ为电阻率，l为灯丝长度，S为横截面积），灯丝电阻R变大。家庭电路电压U保持220V不变，根据电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$，电阻R变大时，灯泡的实际功率P变小。由于灯泡的亮度由实际功率决定，实际功率越小，亮度越暗，因此用久的白炽灯比新买时暗。
【答案】
用久的白炽灯灯丝升华变细使电阻变大，在电压不变时实际功率变小，导致发光亮度比新买时暗。
【知识点】
升华与凝华；电阻的影响因素；电功率的计算
【点评】
本题结合生活实际，考查物态变化、电阻及电功率的相关知识，要求学生将物理知识点与生活现象结合，体现物理学科的实用性，是初中物理的典型综合应用题。
【难度系数】
0.5
要解释用久的白炽灯变暗的原因，需从物态变化对透光性的影响、灯丝电阻变化对实际功率的影响两方面分析，而灯泡亮度由实际功率决定。首先回忆灯丝的物态变化：高温下灯丝升华，钨蒸气遇冷玻璃凝华；再结合电阻公式分析灯丝变细后的电阻变化，最后用功率公式推导实际功率的变化，进而联系亮度与功率的关系。
【解析】
家里用久的白炽灯，灯丝（钨丝）受热发生升华现象，由固态直接变为气态的钨蒸气；钨蒸气遇到温度较低的灯泡玻璃内壁时，发生凝华现象，附着在玻璃内壁，使玻璃壁变黑，透光性降低。同时，灯丝因升华逐渐变细，横截面积S减小，根据电阻公式$R=\rho\frac{l}{S}$（ρ为电阻率，l为灯丝长度，S为横截面积），灯丝电阻R变大。家庭电路电压U保持220V不变，根据电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$，电阻R变大时，灯泡的实际功率P变小。由于灯泡的亮度由实际功率决定，实际功率越小，亮度越暗，因此用久的白炽灯比新买时暗。
【答案】
用久的白炽灯灯丝升华变细使电阻变大，在电压不变时实际功率变小，导致发光亮度比新买时暗。
【知识点】
升华与凝华；电阻的影响因素；电功率的计算
【点评】
本题结合生活实际，考查物态变化、电阻及电功率的相关知识，要求学生将物理知识点与生活现象结合，体现物理学科的实用性，是初中物理的典型综合应用题。
【难度系数】
0.5
2. 新一代手机充电器的“超级快充”技术极大地缩短了手机充电时间，若充电器的输出电压不变，则它是通过增大哪一物理量来实现超级快充的？若将较细的充电线与超级快充设备搭配使用，则可能会带来什么安全隐患？
答案
答题卡：
1. 增大输出电流来实现超级快充（根据P = UI，U不变，P增大则I增大）。
2. 较细充电线电阻较大，根据$Q = I^{2}Rt$，使用时会产生较多热量，可能引发火灾。
1. 增大输出电流来实现超级快充（根据P = UI，U不变，P增大则I增大）。
2. 较细充电线电阻较大，根据$Q = I^{2}Rt$，使用时会产生较多热量，可能引发火灾。
解析
【分析】
首先，超级快充的核心是缩短充电时间，充电功率越大，相同时间内手机获得的电能越多，充电速度越快。根据电功率公式 $ P=UI $，充电器输出电压 $ U $ 不变，要增大充电功率，需从电流的角度分析；其次，充电线的安全隐患涉及电阻特性和焦耳定律：导体电阻与横截面积有关，细充电线横截面积小、电阻大，结合超级快充的大电流，可通过焦耳定律分析热量变化，进而得出安全隐患。
【解析】
1. 超级快充的原理：根据电功率公式 $ P = UI $，充电器输出电压 $ U $ 不变，要实现超级快充（增大充电功率），需增大输出电流 $ I $，因为 $ P $ 与 $ I $ 成正比（$ U $ 不变），电流越大，充电功率越大，充电时间越短。
2. 较细充电线的安全隐患：导体电阻与横截面积有关，在材料、长度相同时，横截面积越小（充电线越细），电阻 $ R $ 越大；超级快充时电路电流 $ I $ 较大，根据焦耳定律 $ Q = I^2Rt $，相同时间 $ t $ 内，电阻越大，产生的热量 $ Q $ 越多，易导致充电线过热，可能引发火灾。
【答案】
1. 增大输出电流来实现超级快充（根据 $ P = UI $，$ U $ 不变，$ P $ 增大则 $ I $ 增大）。
2. 较细充电线电阻较大，根据 $ Q = I^2Rt $，使用时会产生较多热量，可能引发火灾。
【知识点】
电功率（$ P=UI $）、焦耳定律（$ Q=I^2Rt $）、影响电阻大小的因素
【点评】
本题结合生活中的“超级快充”场景，考查电学核心公式的应用，将物理知识与实际安全问题结合，难度适中，体现了物理知识在生活中的实用性，能引导学生用物理规律解释日常现象。
【难度系数】
0.6
首先，超级快充的核心是缩短充电时间，充电功率越大，相同时间内手机获得的电能越多，充电速度越快。根据电功率公式 $ P=UI $，充电器输出电压 $ U $ 不变，要增大充电功率，需从电流的角度分析；其次，充电线的安全隐患涉及电阻特性和焦耳定律：导体电阻与横截面积有关，细充电线横截面积小、电阻大，结合超级快充的大电流，可通过焦耳定律分析热量变化，进而得出安全隐患。
【解析】
1. 超级快充的原理：根据电功率公式 $ P = UI $，充电器输出电压 $ U $ 不变，要实现超级快充（增大充电功率），需增大输出电流 $ I $，因为 $ P $ 与 $ I $ 成正比（$ U $ 不变），电流越大，充电功率越大，充电时间越短。
2. 较细充电线的安全隐患：导体电阻与横截面积有关，在材料、长度相同时，横截面积越小（充电线越细），电阻 $ R $ 越大；超级快充时电路电流 $ I $ 较大，根据焦耳定律 $ Q = I^2Rt $，相同时间 $ t $ 内，电阻越大，产生的热量 $ Q $ 越多，易导致充电线过热，可能引发火灾。
【答案】
1. 增大输出电流来实现超级快充（根据 $ P = UI $，$ U $ 不变，$ P $ 增大则 $ I $ 增大）。
2. 较细充电线电阻较大，根据 $ Q = I^2Rt $，使用时会产生较多热量，可能引发火灾。
【知识点】
电功率（$ P=UI $）、焦耳定律（$ Q=I^2Rt $）、影响电阻大小的因素
【点评】
本题结合生活中的“超级快充”场景，考查电学核心公式的应用，将物理知识与实际安全问题结合，难度适中，体现了物理知识在生活中的实用性，能引导学生用物理规律解释日常现象。
【难度系数】
0.6
1. 无人机悬停并提供照明时，电池可释放电能0.5 kW·h，动力和照明系统的电功率分别为150 W和100 W，则此状态下无人机至多持续工作 h，就需要更换电池。
答案
2
解析
【分析】本题需利用电能、电功率与时间的关系解题，步骤为：1. 计算无人机工作时的总电功率，注意将功率单位换算为与电能匹配的kW；2. 运用公式$ t=\frac{W}{P} $（$ W $为电能，$ P $为总功率），代入数值计算工作时间。
【解析】首先计算总电功率：动力功率150W，照明功率100W，总功率$ P=150W+100W=250W=0.25kW $；已知电池释放的电能$ W=0.5kW·h $，根据公式$ P=\frac{W}{t} $，变形得工作时间$ t=\frac{W}{P}=\frac{0.5kW·h}{0.25kW}=2h $。
【答案】2
【知识点】电能与电功率的计算、单位换算
【点评】本题为初中物理电学基础计算题，核心考查电能、电功率、时间的关系，关键在于单位的统一，难度较低，是学生应掌握的基础题型。
【难度系数】0.8
【解析】首先计算总电功率：动力功率150W，照明功率100W，总功率$ P=150W+100W=250W=0.25kW $；已知电池释放的电能$ W=0.5kW·h $，根据公式$ P=\frac{W}{t} $，变形得工作时间$ t=\frac{W}{P}=\frac{0.5kW·h}{0.25kW}=2h $。
【答案】2
【知识点】电能与电功率的计算、单位换算
【点评】本题为初中物理电学基础计算题，核心考查电能、电功率、时间的关系，关键在于单位的统一，难度较低，是学生应掌握的基础题型。
【难度系数】0.8
