【題目】無內(nèi)膽飲水機的電路原理如圖所示,電熱絲R1、R2都繞在出水管上,水經(jīng)過出水管時被加熱,通過改變開關(guān)S的通、斷狀態(tài),可以選擇出溫水或開水.該飲水機的銘牌如表.忽略電熱絲R1、R2的阻值隨溫度的變化,不計各種熱損失,水的比熱容c=4.2×103J/(kg℃).

額定電壓

220V

開水加熱功率

2200W

溫水加熱功率

1100W

(1)現(xiàn)在需要100℃的開水200g,已知水的初溫是20℃,水需要吸收多少熱量?

(2)當(dāng)飲水機處于開水加熱狀態(tài)時,加熱上述水需要多少時間?(保留一位小數(shù))

(3)S處于什么狀態(tài)時飲水機是溫水加熱狀態(tài)?為什么?

【答案】(1)水需要吸收6.72×104J的熱量;

(2)加熱上述水需要30.5s;

(3)當(dāng)開關(guān)S斷開時,飲水機處于溫水加熱狀態(tài);因為電阻R1和R2串聯(lián)接入電路,此時電路中的電阻最大,根據(jù)公式P=可知電壓不變,電阻越大,產(chǎn)生的熱量越少,處于溫水加熱狀態(tài).

【解析】

試題分析:(1)水吸收的熱量:

Q=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg℃)×0.2kg×(100℃﹣20℃)=6.72×104J;

(2)飲水機消耗的電能:

W=Q=6.72×104J,

由P=得加熱時間:

t==≈30.5s;

(3)當(dāng)開關(guān)S閉合時,只有電阻R2接入電路,由電功率的公式P=可知此時飲水機處于開水加熱狀態(tài);

當(dāng)開關(guān)S斷開時,電阻R1和R2串聯(lián)接入電路,此時飲水機處于溫水加熱狀態(tài).

答:(1)水需要吸收6.72×104J的熱量;

(2)加熱上述水需要30.5s;

(3)當(dāng)開關(guān)S斷開時,飲水機處于溫水加熱狀態(tài);因為電阻R1和R2串聯(lián)接入電路,此時電路中的電阻最大,根據(jù)公式P=可知電壓不變,電阻越大,產(chǎn)生的熱量越少,處于溫水加熱狀態(tài).

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鐵球的質(zhì)量m/g

量筒內(nèi)水的體積V/ml

量筒內(nèi)水和鐵球的總體積V/ml

790

200

350

1)通過計算判斷該小鐵球是空心的,還是實心的?

2)若小鐵球是空心的,則空心部分的體積是多大?

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A.電流表和電壓表示數(shù)均變大

B.電流表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)變小

C.電流表和電壓表示數(shù)均變小

D.電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)變大

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B.①壓縮沖程 ②內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 ③做功沖程 ④機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

C.①壓縮沖程 ②機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 ③做功沖程 ④內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能

D.①做功沖程 ②機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 ③壓縮沖程 ④內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能

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(1)在這個實驗中,電流產(chǎn)生的熱量多少是通過 體現(xiàn)出來的,像這種用能直接觀測的量來顯示不容易直接觀測的量的方法叫轉(zhuǎn)換法,這種方法在物理學(xué)研究中經(jīng)常用到,請舉一例:

(2)甲裝置可探究電流產(chǎn)生的熱量與 的關(guān)系。

(3)在裝置甲、乙的來兩次實驗中,通過比較相同時間里氣球B與D的變化情況可探究電流產(chǎn)生的熱量與 的關(guān)系。

(4)在甲、乙兩裝置同時實驗,在相同的通電時間里,與氣球 (填氣球字母標(biāo)號)相通的電阻絲產(chǎn)生熱量最多。

(5)教材上的實驗裝置如圖丙所示(燒瓶與圖中的相同)。比較甲、乙和丙圖所示的兩種不同的實驗裝置,你認為較好的裝置是 ,理由是: 。

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