【題目】如圖所示某家用電壓力鍋及其工作原理圖,R1、R2分別是主加熱器和保壓加熱器,R1的額定功率為800W;L是用來指示電壓力鍋工作狀態(tài)的變色發(fā)光二極管,當(dāng)通過它的電流小于40mA時,發(fā)紅光,達到40mA時,開始發(fā)綠光,只要有電流通過L其兩端電壓就恒為2V;R0是特殊電阻,其阻值隨鍋內(nèi)溫度變化而改變;接通電路,開關(guān)S自動與觸點a、b閉合,開始加熱,當(dāng)鍋內(nèi)水溫達到105℃時,S自動與a、b斷開,并與觸點c接通,開始保壓,此時鍋內(nèi)水溫不變,且未沸騰.
求:
(1)電壓力鍋正常工作時,若指示燈L發(fā)綠光,R0的最大阻值是多少?
(2)當(dāng)鍋內(nèi)氣壓為110kPa時,鍋內(nèi)氣體對面積為400cm2的鍋蓋的壓力多大?
(3)在保壓狀態(tài)下,加熱器正常工作1h耗電0.2kWh,R2的阻值是多少?
(4)用該壓力鍋對5L、20℃的水加熱,正常工作35min,水溫升高到多少℃?【已知消耗的電能有90%被有效利用,水的比熱容為4.2×103J/(kg℃)】
【答案】
(1)解:要使指示燈發(fā)綠光,電路中的最小電流I=40mA=0.04A,L兩端電壓恒為UL=2V,
根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知,R0兩端電壓:
U0=U額﹣UL=220V﹣2V=218V;
由I= 得,R0的最大阻值:
R0= = =5450Ω;
答:R0的最大阻值為5450Ω;
(2)解:鍋內(nèi)氣壓為P=110kPa=1.1×105Pa.鍋蓋面積S=400cm2=0.04m2.
由P= 得,鍋內(nèi)氣體對鍋蓋的壓力:
F=PS=1.1×105Pa×0.04m2=4400N.
答:當(dāng)鍋內(nèi)氣壓為110千帕?xí)r,鍋內(nèi)氣體對鍋蓋(400厘米2)的壓力為4400N;
(3)解:保壓時,加熱器R2工作,加熱器電功率:
P2= = =0.2kW=200W,
由P= 得,R2的阻值:
R2= = =242Ω;
答:R2的阻值為242Ω;
(4)解:假設(shè)電壓力鍋在35min內(nèi)一直處于加熱狀態(tài),
則水吸收的熱量:
Q吸=η(P1+P2)t
=90%×(800W+200W)×35×60s
=1.89×106J,
水的體積V水=5L=5dm3=5×10﹣3m3,
水的質(zhì)量:m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×5×10﹣3m3=5kg,
由Q吸=c水m水(t﹣t0)得,水的末溫:
t=t0+
=20℃+
=110℃,
由于鍋內(nèi)水溫達到105℃時,壓力鍋處于保壓狀態(tài),溫度保持不變,
所以吸熱后水溫升高到105℃.
答:用該壓力鍋對5L、20℃的水加熱,正常工作35min后,水溫升高到105攝氏度.
【解析】(1)發(fā)光二極管L與電阻R0串聯(lián),L兩端電壓恒為2V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求出R0兩端電壓,指示燈發(fā)綠光,電路中的最小電流I為40mA,根據(jù)歐姆定律求出R0的最大阻值;(2)知道鍋內(nèi)氣壓和鍋蓋的面積,根據(jù)壓強公式的變形公式F=PS求出鍋內(nèi)氣體對鍋蓋的壓力;(3)已知消耗的電能和時間,先根據(jù)P= 求出加熱器的電功率,再根據(jù)R= 求出R2的阻值;(4)已知消耗的電能有90%被有效利用,根據(jù)公式Q=ηPt可求水吸收的熱量,再利用公式Q=cm(t﹣t0)的變形公式可求水升高的溫度.
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【題目】小琳想知道一只標(biāo)明“220V 40W”白熾燈不發(fā)光時的燈絲電阻有多大,她設(shè)計了圖甲所示電路原理圖,并招來器材動手實驗.
(1)按照如圖甲所示連接電路,檢查無誤后閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器R,電壓表和電流表的示數(shù)分別如圖乙、丙所示,此時燈絲電阻為Ω.
(2)小琳設(shè)想如果沒有電壓表,能否再找一只電流表和一個定值電阻來代替電壓表,于是她設(shè)計了如圖丁所示電路原理圖(R0為阻值已知的定值電阻),連接電路并檢查無誤后閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器R,當(dāng)電流表 示數(shù)分別為I1 , I2時,燈絲電阻RL=(用R0 , I1 , I2表示測量結(jié)果).
(3)小琳用公式R= 計算出燈泡正常發(fā)光時的電阻為1210Ω,比(1)中測量的電阻大得多,請你幫助小琳給出合理的解釋 .
(4)小琳根據(jù)圖乙和丙的示數(shù),計算了此時燈泡實際消耗的電功率與燈泡額定功率相差W.
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【題目】小明和同學(xué)打乒乓球時,注意到乒乓球臺上的球不小心就會滾到臺下,落地點時時遠時近.小明思考:若運動著的小球從桌上滾落后,小球的落地點到桌子的水平距離可能與哪些因素有關(guān)呢?他的猜想如下: 猜想一:小球的落地點到球臺的水平距離s可能與小球離開桌面的速度大小有關(guān);
猜想二:小球的落地點到球臺的水平距離s可能與桌子的高度H有關(guān).
然后,小明選取了鋼球并用高度可調(diào)的桌子與斜面組成如圖所示的裝置,并進行了實驗,得到了部分?jǐn)?shù)據(jù)如表.
同一鋼球,H=1.2m | ||
次數(shù) | 小球高度h/m | 落地點到桌子的水平距離s/m |
1 | 0.1 | 0.65 |
2 | 0.2 | 0.96 |
3 | 0.3 | 1.16 |
(1)在實驗中讓鋼球從桌上的斜面不同高度由靜止?jié)L下,其目的是: .
(2)分析表中數(shù)據(jù)你可得到的結(jié)論是: .
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【題目】如圖,將標(biāo)有“6V 3W”字樣的燈泡L1和標(biāo)有“6V 6W”字樣的燈泡L2串聯(lián)在電路中,使其中一個燈泡正常發(fā)光,另一個燈泡的實際功率不超過其額定功率,不考慮溫度對電阻的影響.求:
(1)燈泡L1正常工作時的電流;
(2)燈泡L2的電阻;
(3)電源電壓;
(4)此電路工作2分鐘消耗的電能.
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【題目】如圖甲所示的電路中,電源電壓不變,小燈泡L的額定電壓為6V,R1為某特殊電阻元件,通過它的電流與其兩端的電壓的關(guān)系如圖乙所示.當(dāng)閉合開關(guān)S1、S3 , 斷開S2 , 滑片P置于b端時,燈泡L正常發(fā)光,電流表的示數(shù)為0.9A.求:
(1)燈泡L的額定功率;
(2)當(dāng)閉合開關(guān)S2、S3 , 斷開S1 , 滑片P置于a端時,電流表的示數(shù)為0.4A,R2的最大阻值;
(3)當(dāng)只閉合開關(guān)S2 , 滑片P置于a端時,電路消耗的總功率為1.2W,此時燈泡1min內(nèi)消耗的電能.
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【題目】如圖所示,電源電壓恒定不變,R2的阻值為8,小燈泡L上標(biāo)有“6V 3W”字樣,小燈泡電阻不隨溫度改變.若閉合S1、S2 , 斷開S3 , 小燈泡剛好正常發(fā)光,此時電壓表的示數(shù)為3V,那么:
(1)小燈泡L的電阻為多大?
(2)電源電壓為多少?
(3)R1電阻為多大?
(4)若閉合S1、S3 , 斷開S2 , 并移動滑動變阻器R的滑片,滑動變阻器接入電路的電阻為多大時,電路的總功率最大,這個最大的功率等于多少?
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【題目】某小組同學(xué)通過實驗研究物體浸沒在水中時測力計示數(shù)F與哪些因素有關(guān),他們將體積相同的球體A、圓錐體B、正方體C和D掛在測力計下,浸沒在水中,相應(yīng)的測力計示數(shù)F如圖(a)、(b)、(c)、(d)所示.(已知物體所受重力關(guān)系為:GA=GB=GC<GD)
(1)分析比較圖(a)和(b)和(c)可得: .
(2)分析比較圖(c)和(d)可得: .
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【題目】如圖所示是美國總統(tǒng)奧巴馬在休閑時玩籃球的情景,下列說法正確的是( )
A.籃球出手后還能繼續(xù)飛行,是由于受到慣性的作用
B.籃球最終會落到地面上,是因為受到重力的作用
C.籃球出手后,奧巴馬對籃球不再做功
D.籃球碰到籃板后改變方向,說明力可以改變物體的運動狀態(tài)
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【題目】一個成年人參加一次長跑,身體消耗的能量為2.4×107J,這些能量相當(dāng)于完全燃燒2kg的干木柴才能得到,則干木柴的熱值為 , 如果用掉一半后,干木柴的熱值是 .
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