題目列表(包括答案和解析)
辦公室里有個自動電熱水瓶,下圖和表格是它的原理及參數(shù).A為自動溫控開關(guān),當水的溫度達到設(shè)定溫度時自動斷開電路;低于設(shè)定溫度時,自動接通電路.已知水的比熱容為4.2×103 J/(kg?℃),請你通過分析來進行以下計算:
(1)電熱水瓶放出的熱量90%被這些水吸收,燒開一瓶20℃的水(標準大氣壓),電熱水瓶 應(yīng)正常工作多長時間?
(2)黃燈亮?xí)r電熱水瓶處于保溫狀態(tài)還是加熱狀態(tài)?保溫元件R工作時的電阻是多大?
(注:指示燈消耗的功率可以忽略,保溫功率是指整個電路消耗的功率)
有一種WSJ-60型號電水壺,圖4是電水壺的電路圖,L1為電源指示燈、L2為保溫指示燈、L3為加熱指示燈,R1、R2、R3為指示燈的保護電阻,其大小為100kΩ左右;R為加熱器,其電阻小于100Ω;S1、S2為壓鍵開關(guān);ST溫控器是一個雙金屬片溫控開關(guān),當溫度較低時,其處于閉合狀態(tài),當溫度升高到一定值后,會自動斷開,從而實現(xiàn)了自動溫度開關(guān)控制。
當水壺放在底座上時,就分別壓下壓鍵開關(guān)S1、S2,并接通電路,如果插頭插入插座后,就接通了電源,電源指示燈就亮,反之就斷開。
該壺有手動和自動兩種工作狀態(tài)。
當鈕子開關(guān)撥到手動擋時,加熱電阻連入,開始加熱,水沸騰以后再將鈕子開關(guān)撥回。
當鈕子開關(guān)撥到自動擋時,此時通過ST溫控器將加熱電阻連入,并開始加熱;當水沸騰后,ST溫控器的觸點斷開,進入保溫狀態(tài),保溫指示燈亮;當水的溫度低于某溫度后,ST溫控器又重新接通,再次進入加熱狀態(tài)。
若加熱器電阻阻值隨溫度改變而發(fā)生的變化可忽略不計,根據(jù)以上敘述與觀察,請回答以下問題。
1.在下列空格中填寫“亮”或“不亮”
(1)手動狀態(tài)通電工作時,電源指示燈 ,加熱指示燈 ,保溫指示燈 。
(2)自動狀態(tài)通電工作時,水沸騰前:電源指示燈 ,加熱指示燈 ,保溫指示燈 。水沸騰后:電源指示燈 ,加熱指示燈 ,保溫指示燈 。
2.現(xiàn)將一滿壺25℃的水在標準大氣壓下燒開需時10min,請計算該電水壺的熱效率。水的比熱容c=4.2×103J/(kg·℃)。
3.通過分析電水壺的電路,說明為什么處于自動狀態(tài)下,水未沸騰前,保溫指示燈是不亮的?
4.試計算電水壺正常工作時其加熱電阻的阻值是多大?如果指示燈的保護電阻的大小是100kΩ,當它處于保溫狀態(tài)時,試計算電水壺保溫時的功率有多大?由此可以說明什么問題?
在“測量小燈泡的電功率”實驗中,所用燈泡的額定電壓為3.8V。
(1)圖17甲是小紅同學(xué)沒有連接完的實物電路,請用筆畫線代替導(dǎo)線幫她將電路連接完整;
(2)閉合開關(guān),小紅發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光很亮,其操作存在的問題是 ;
(3)糾正上述操作后,小紅測出三組數(shù)據(jù),第一次當電壓表示數(shù)為3V時,電流表的示數(shù)如圖17乙所示,請幫小紅完成表格空白處的填寫。要使小燈泡正常發(fā)光,她應(yīng)將變阻器的滑片P向 端移動(填“A”或“B”);
次數(shù) | 電壓U/V | 電流I/A | 電功率P/W | 燈泡的亮度 |
l | 3.0 | 偏暗 | ||
2 | 3.8 | 0.30 | 1.14 | 正常 |
3 | 4.2 | 0.32 | 1.34 | 偏亮 |
(4)小明設(shè)計了另一種實驗方案測小燈泡的額定功率,電路如圖18所示,其中電源電壓不變但未知,電阻R的阻值已知,具體操作如下:
①開關(guān)S拔到位置1,移動滑片P至任一位置,讀出電流表示數(shù)I1;
②開關(guān)S拔到位置2,滑片P位置不動,讀出電流表示數(shù)I2,先算出燈泡的電阻RL= (用所測的物理量表示),再根據(jù),計算燈泡的額定功率;
③他們按此方案測量,發(fā)現(xiàn)實驗結(jié)果與真實值相差較大,原
因是: 。
仔細分析后,他們認為要準確測出燈泡的額定功率,只需將上述步驟①改為: 。
小華、小軍同學(xué)做“測量小燈泡電功率”的實驗(小燈泡標有“2.5V”字樣)。
(1)如圖甲所示,是小華所連接的不完整實驗電路,請你用筆畫線代替導(dǎo)線,將缺少的一根導(dǎo)線接好。
(2)小華將電路接好后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡特別亮,電壓表與電流表的示數(shù)較大。接下來應(yīng)進行的操作是 。(填寫字母代號)
A.更換電池或小燈泡 B.檢查電路是否短路
C.斷開開關(guān),移動滑動變阻器滑片至最大值位置
(3)小軍更換電源又做了一次試驗,實驗過程中,當電壓表示數(shù)為 V時,小燈泡正常發(fā)光,此時電流表的示數(shù)如圖乙所示,該燈泡額定功率為 W。
實驗次數(shù) | 電壓表示數(shù)/V | 電流表示數(shù)/A | 燈泡亮度 |
1 | 1 | 0.2 | 較暗 |
2 | 2.5 | 正常發(fā)光 | |
3 | 6 | 0 | 不發(fā)光 |
(4)分析表中實驗數(shù)據(jù)可知,小軍所用電源電壓約為 V.
(5)若小軍手邊有“1.5A 50”和“2.0A 20”兩種規(guī)格的滑動變阻器,上面實驗中他選用的滑動變阻器規(guī)格為 。
(6)下圖中的電源電壓U保持不變,小燈泡的額定電壓為U0,且U>U0,定值電阻的阻值為R。在不改變電路連接的情況下,能測出小燈泡額定功率的是( )
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