16.如圖甲所示是某品牌電熱鍋,它的工作原理如圖乙所示,R1、R2是發(fā)熱電阻,虛線框?yàn)殡姛徨伒慕饘偻鈿,它用一個(gè)旋轉(zhuǎn)開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)多檔工作的要求.
導(dǎo)     線     規(guī)     格
橫截面積S/mm20.81.222.5
安全載流量I/A481220
(1)如果R1=2R2,旋鈕開關(guān)旋到位置2時(shí)的電功率為1000W,求R1和R2的阻值.
(2)當(dāng)旋鈕開關(guān)旋到位置3時(shí),使2kg的水溫度升高25℃至少需要多長時(shí)間?
(3)某種橡皮絕緣銅芯導(dǎo)線在常溫下安全載流量(長時(shí)間通電時(shí)的最大安全電流)如表,請你計(jì)算說明應(yīng)選橫截面積為多大的銅芯導(dǎo)線作為該電熱鍋的輸出導(dǎo)線,才符合經(jīng)濟(jì)適用的原則?

分析 (1)根據(jù)電路圖可知,旋鈕開關(guān)旋到位置2時(shí),電路為R2的基本電路;已知電壓和功率,利用R=$\frac{{U}^{2}}{P}$計(jì)算.
(2)當(dāng)旋鈕開關(guān)旋到位置3時(shí),R1與 R2并聯(lián);
根據(jù)Q=cm△t求出水吸收的熱量;
根據(jù)并聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)求出總電阻,然后利用Q=$\frac{{U}^{2}}{R}$t求出時(shí)間.
(3)已知功率和電壓,根據(jù)公式P=UI可計(jì)算出電熱器工作時(shí)的最大電流,再與表中數(shù)據(jù)分析比較后選擇最合適的.

解答 解:(1)根據(jù)電路圖可知,旋鈕開關(guān)旋到位置2時(shí),電路為R2的基本電路;
R2=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{(220V)^{2}}{1000W}$=48.4Ω;
R1=2R2=2×48.4Ω=96.8Ω;
(2)當(dāng)旋鈕開關(guān)旋到位置3時(shí),R1與 R2并聯(lián);
水吸收的熱量:Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×25℃=2.1×105J;
R1與 R2并聯(lián)后的總電阻:R=$\frac{{R}_{1}{R}_{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{2{{R}_{2}}^{2}}{{2R}_{2}+{R}_{2}}$=$\frac{2}{3}$R2,
由Q=$\frac{{U}^{2}}{R}$t可知,t=$\frac{QR}{{U}^{2}}$=$\frac{2.1×1{0}^{5}J×\frac{2}{3}×48.4Ω}{(220V)^{2}}$=140s;
(3)當(dāng)R1與 R2并聯(lián)時(shí),電熱鍋工作時(shí)的電流最大:I最大=$\frac{U}{R}$=$\frac{220V}{\frac{2}{3}×48.4Ω}$≈6.82A
由表可知,應(yīng)選安全載流量為8A的導(dǎo)線,即橫截面積為1.2mm2的導(dǎo)線.
答:(1)R1和R2的阻值分別為48.4Ω和96.8Ω;
(2)所用的時(shí)間為140s;
(3)應(yīng)選橫截面積為1.2mm2的導(dǎo)線.

點(diǎn)評(píng) 本題綜合性很強(qiáng),涉及到熱量計(jì)算、并聯(lián)電路電阻的計(jì)算、歐姆定律以及功率計(jì)算公式的應(yīng)用等,有一定的難度.
難點(diǎn)在于最后一題,在什么情況下才是電熱器的最大電流,根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電阻越小,電流越大.

練習(xí)冊系列答案
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6.如圖甲所示,電源電壓U=16V,S為單刀雙擲開關(guān),小燈泡L的電阻RL=10Ω,且保持不變,R為某種壓敏電阻,其阻值R與壓力F成反比關(guān)系,(如圖乙所示),R的正上方裝有一電磁鐵P,其線圈電阻不計(jì),g取10N/kg.
(1)在R上水平放置質(zhì)量為1kg的鐵制品,開關(guān)接a,通過小燈泡的電流為多少?小燈泡兩端的電壓為多少?
(2)在R上水平放置質(zhì)量為3kg的鐵制品,開關(guān)接b,電壓表穩(wěn)定后的示數(shù)為12V,此時(shí)壓敏電阻的阻值為多大?電磁鐵對鐵制品的吸引力為多大?

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7.將一些小紙屑放在桌上,用塑料梳子在自己的頭上摩擦一會(huì)兒,然后將塑料梳子靠近小紙屑.你會(huì)發(fā)現(xiàn)小紙屑吸附在塑料梳子上.這是因?yàn)榕c頭皮摩擦的梳子帶了電使它具有了吸引輕小物體性質(zhì).

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11.如圖所示,閉合開關(guān),先將導(dǎo)體ab水平用力向右移動(dòng),導(dǎo)體cd也隨之運(yùn)動(dòng)起來,下列說法正確的是( 。
A.實(shí)驗(yàn)裝置中的甲裝置運(yùn)用的原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象
B.實(shí)驗(yàn)裝置中的甲裝置把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
C.實(shí)驗(yàn)裝置中的乙裝置產(chǎn)生現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用是發(fā)電機(jī)
D.若將導(dǎo)體ab水平用力向左運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體cd的運(yùn)動(dòng)方向不變

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1.超市的商品上貼有具有磁性的標(biāo)簽,當(dāng)未消磁的標(biāo)簽經(jīng)過超市出口處的安全門時(shí),安全門上的線圈會(huì)產(chǎn)生電流,觸發(fā)報(bào)警器達(dá)到防盜目的.則超市防盜裝置的工作原理是(  )
A.電磁感應(yīng)B.通電線圈受磁力
C.電流的磁效應(yīng)D.磁極間的相互作用

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科目:初中物理 來源: 題型:作圖題

8.(1)請作出如圖1中F的力臂;
(2)請?jiān)趫D2的括號(hào)中標(biāo)出電源的正負(fù)極.

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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

5.下列說法正確的是(  )
A.長導(dǎo)線的電阻比短導(dǎo)線的電阻大
B.只有正電荷的定向移動(dòng)才能形成電流
C.金屬導(dǎo)體中大量電子定向移動(dòng)的方向就是電流方向
D.甲、乙兩燈的兩端電壓相等,甲、乙兩燈可能是串聯(lián)

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科目:初中物理 來源: 題型:多選題

6.下列說法正確的是( 。
A.物體吸收熱量,其溫度一定升高
B.金屬塊很難被壓縮,是因?yàn)榉肿娱g存在斥力
C.打掃房間時(shí)塵土飛揚(yáng),這說明分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)
D.沙漠地區(qū)比沿海地區(qū)晝夜溫差大,主要原因是沙石的比熱容比水的比熱容小

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