【題目】無內(nèi)膽飲水機的電路原理如圖所示,電熱絲R1、R2繞在出水管上,水經(jīng)過出水管時被加熱,通過改變溫控開關S2的狀態(tài),可以選擇出溫水或開水.該飲水機的額定電壓為220V,開水加熱電功率是2000W,溫水加熱電功率是1100W,求:
(1)飲水機正常工作出溫水時,電熱絲中的電流是多少?
(2)電熱絲R1的電阻是多少?
(3)現(xiàn)在需要100℃的開水500mL,已知水的初溫是20℃,水需要吸收多少熱量?如果該飲水機的效率是80%,則該飲水機正常工作時,燒開這些水需要多少時間?
【答案】
(1)解:飲水機正常工作出溫水時,由P=UI可得,電熱絲中的電流:
I= = =5A
(2)解:由電路圖可知,S1閉合、S2斷開時,R1與R2串聯(lián);S1、S2閉合時,電路為R2的簡單電路,
由P=UI= 可知,S1、S2閉合時,電路的總電阻最小,飲水機的功率最大,處于加熱狀態(tài),
則R2的阻值:
R2= = =24.2Ω;
S1閉合、S2斷開時,電路中的總電阻最大,飲水機的功率最小,處于保溫狀態(tài),
則電路的總電阻:
R= = =44Ω,
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
所以,電熱絲R1的電阻:
R1=R﹣R2=44Ω﹣24.2Ω=19.8Ω
(3)解:水的體積:
V=500mL=500cm3,
由ρ= 可得,水的質(zhì)量:
m=ρV=1.0g/cm3×500cm3=500g=0.5kg,
水吸收的熱量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg℃)×0.5kg×(100℃﹣20℃)=1.68×105J,
由η= ×100%可得,消耗的電能:
W= = =2.1×105J,
由P= 可得,需要的加熱時間:
t′= = =105s
【解析】(1)由題意可知,飲水機正常工作出溫水時的功率和電壓,根據(jù)P=UI求出電熱絲中的電流;(2)由電路圖可知,S1閉合、S2斷開時,R1與R2串聯(lián);S1、S2閉合時,電路為R2的簡單電路,根據(jù)P=UI= 判斷兩種情況下飲水機的電功率,然后判斷飲水機的狀態(tài),根據(jù)P=UI= 和電阻的串聯(lián)求出電熱絲R1的電阻;(3)知道水的體積,根據(jù)m=ρV求出水的質(zhì)量,又知道水的初溫、末溫以及比熱容,根據(jù)Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的熱量,根據(jù)η= ×100%求出消耗的電能,利用P= 求出需要的加熱時間.
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【題目】在我國隨著人民生活水平的不斷提高和“汽車下鄉(xiāng)”政策的實施,汽車已經(jīng)走進了很多普通農(nóng)村家庭,最近小王家也購買了一輛小汽車.小王十分高興,將汽車里里外外看了個遍,并且進行了認真的思考,發(fā)現(xiàn)汽車上許多地方都用到了物理知識,下面就是他思考的問題,請你幫他補充完整.
(1)汽車發(fā)動機工作的四個沖程中,只有沖程是燃氣對外做功,其他三個沖程要靠飛輪的來完成.
(2)汽車上的散熱器用水作為冷卻劑,這是利用了水的較大的性質(zhì),
(3)如果水箱中裝有5kg的水,當水溫度升高20℃時,需要吸收的熱量為多少J.
(4)若該車以20m/s的速度勻速行駛100km時所消耗的汽油為5kg,則燃燒5kg汽油放出的熱量是多少?若發(fā)動機的效率是30%,則轉(zhuǎn)化的機械能是多少?(汽油熱值為4.6×107J/kg)
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【題目】在比較水和煤油吸熱能力的實驗中,使用了相同的酒精燈、相同的設備,首先分別對質(zhì)量相同的水和煤油加熱相同的時間,然后分析溫度的變化量得出結論,這種實驗探究方法叫做 , 該實驗是利用(選填“熱傳遞”或“做功”)的方法來改變水的內(nèi)能,若被加熱水的質(zhì)量為0.2kg,加熱時間長5min,溫度升高了50℃,則水吸收的熱量是 , 已知c水=4.2×103J/(kg℃);若某同學測出了加熱前、后酒精燈質(zhì)量的變化量為m,并利用上面測出的水吸收的熱量Q,通過公式q= 計算出了酒精的熱值,則該熱值與實際酒精的熱值相比(選填“偏大”“偏小”或“不變”)
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【題目】為了研究動能的大小與哪些因素有光,教材中設計了“小鋼球撞木塊”的實驗(如圖所示)讓靜止的小鋼球從斜面滾下,觀察木塊被推動的距離。關于該實驗的說法中,正確的是( 。
A. 實驗過程中,讓同一小球從不同高度落下,目的是為了讓小球獲得不同的運動速度
B. 在實驗器材的選擇時,可以不考慮斜面的光滑程度,被撞木塊的質(zhì)量和軟硬等因素
C. 該實驗研究的基本方法是控制變量法,如分別控制小球滾下的高度、小球的質(zhì)量等
D. 該實驗的設計思路是采用轉(zhuǎn)換法,用木塊移動的距離來表示動能的大小
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【題目】(1)如圖所示,將小球放在相同的斜面上自由滾下,撞擊靜止在水平面上的木塊。如圖所示實驗中,能說明物體的動能與物體的速度大小有關的是________和________(選填“甲”、“乙”或“丙”)。
(2)小明看到運動員拉弓射箭時,弓拉得越彎,箭射得越遠。小明猜想:彈性勢能的大小可能與物體的彈性形變有關。為驗證其猜想是否正確,他設計了如下實驗(彈簧被壓縮后未超過其彈性限度);如下圖所示,將同一個彈簧壓縮____(選填“相同”或“不同”)的長度。將小球置于彈簧的右端,松開后小球碰到同一位置的相同木塊上,分別比較木塊________________,從而比較彈性勢能的大小。
(3)上述實驗中,若水平面絕對光滑,實驗將__(選填“能”或“不能”)達到探究目的。
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【題目】如圖所示,光滑軌道MNP固定在豎直平面內(nèi),NP段水平.一小球從M點由靜止釋放運動到P點的過程中,動能、勢能的變化情況是( )
A.M到N的過程,勢能不變
B.M到N的過程,動能減小
C.N到P的過程,勢能增大
D.N到P的過程,動能不變
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【題目】如圖所示是小明探究“杠桿平衡條件”的實驗裝置,下列說法不正確的是( 。
A. 為了方便對力臂的測量,該同學先調(diào)節(jié)平衡螺母,使杠桿在水平位置平衡
B. 在杠桿上的A點掛四個重均為0.5N的鉤碼,用調(diào)好的彈簧測力計豎直向上拉杠桿上的B點,使杠桿水平平衡,測力計的示數(shù)是1N
C. 若將其中的一個鉤碼浸沒水中,平衡時B點彈簧測力計的示數(shù)減小
D. 如果將測力計沿圖中虛線方向拉,仍使杠桿在水平位置平衡,則測力計的示數(shù)將變小
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【題目】采用如圖的裝置探究“電流產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關”,接通電源,瓶內(nèi)的空氣被加熱后膨脹,使U型管中的液面發(fā)生變化,通過觀察U型管的液面變化情況比較出瓶內(nèi)電阻絲的發(fā)熱多少.
(1)如圖所示的是探究電流產(chǎn)生的熱量跟的關系,通電一段時間(選填“左瓶”或“右瓶”)內(nèi)的電阻絲產(chǎn)生的熱量多.
(2)讓實驗裝置冷卻到初始狀態(tài),把右瓶并聯(lián)的兩根電阻絲都放入瓶內(nèi),接通電源比較兩瓶內(nèi)電阻絲發(fā)熱多少.此時該裝置是探究電流產(chǎn)生的熱量跟的關系,一段時間后電阻絲產(chǎn)生的熱量(選填“左瓶”、“右瓶”或“兩瓶一樣”)多.
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【題目】如圖所示,N是一個水平放置的長方形暗盒,盒內(nèi)有水平向右的平行光,P為暗盒右側(cè)平面上的圓孔,M是一個與暗盒右側(cè)平面平行的相間一定距離的光屏,若從外徑相同的厚平板玻璃、凸透鏡、球面鏡、凹透鏡這四個光學器件中取一件嵌入圓孔P中,發(fā)現(xiàn)在光屏M上呈現(xiàn)一個比圓孔大P大的圓形光斑,則嵌入圓孔P中的那個光學器件( )
A. 可能是球面鏡 B. 可能是厚平板玻璃 C. 可能是凸透鏡 D. 可能是凹透鏡
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