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上題水箱中的水在冬天往往溫度不夠高，同學們在水箱中加裝了一個“220V，2000W”的電熱管，并利用一個“6V，1W”的小燈泡和一段10Ω/m的電阻絲，為電熱管安裝了一個指示燈．
（1）畫出電熱管及指示燈的電原理圖．
（2）在同學們的方案中，小燈泡兩端的電壓是按5V設計的．對于指示燈來說，這樣設計有什么好處？
（3）按上述設計，電阻絲需截用多長的一段？
（4）安裝指示燈后，電熱管的實際功率是額定功率的百分之幾？
計算中可以認為電熱管．小燈泡及電阻絲的電阻不隨溫度發(fā)生明顯變化．
分析：小燈泡作為電熱管的指示燈，應該是電熱管工作時，小燈泡發(fā)光；電熱管不工作時，小燈泡不發(fā)光，即小燈泡的電流應隨電熱管的電流有無而存無，為滿足這一要求，應將小燈泡和電熱管串聯．另一方面，還應注意電熱管的和小燈泡正常工作時的電流大小，比較兩者電流的大小可知，不能將小燈泡直接與電熱管串聯起來接到220V的電路中，為使上述的串聯關系成立，可以選取另一電阻與小燈泡并聯，只要電阻選取合適，便可將電熱管的電流分出一部分，而使通過小燈泡的電流不超過其額定電流，據此進行解答．
解答：解：（1）電熱管及指示燈的電原理圖如圖所示．

（2）指示燈兩端的電壓按5V設計，則實際工作時通過小燈泡的電流略小于小燈泡的額定電流，這樣可以延長指示燈的使用壽命．
（3）由公式P=
U2
R
得電熱管的電阻為：R1=
U
2
1
P
=
(220V)2
2000W
=24.2Ω
電熱管兩端的實際電壓為：U1′=220V-5V=215V
通過電熱管的實際電流為：I1′=
U1′
R1
=
215V
24.2Ω
=8.884A
小燈泡的電阻：R2=
U
2
2
P2
=
6V2
1W
=36Ω
通過小燈泡的實際電流：I2′=
U2′
R2
=
5V
36Ω
=0.139A，
通過電阻絲的電流為：I3=I1′-I2′=8.884A-0.139A=8.745A，
電阻絲的電阻值為：R3=
U3
I3
=
5V
8.745A
=0.572Ω，
則所用電阻絲的長度應為：L=
0.572
10
m=0.057m．
（4）電熱管的實際功率為：P實=
U
2
實
R
=
(215V)2
24.2Ω
≈1910W，
電熱管的實際功率是額定功率的百分為：
P實
P額
=
1910W
2000W
≈96%．
答：（1）小燈泡兩端的電壓按5V設計的好處是可以延長指示燈的使用壽命；
（2）設計的電路圖如圖所示；
（3）電阻絲需截用的長度為0.057m．
（4）電熱管的實際功率是額定功率的96%．
點評：本題考查了并聯電路的電流特點，電功率公式和歐姆定律的計算；難點是會根據出并聯電路的特點和要求設計電路圖．
練習冊系列答案
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科目：初中物理 來源： 題型：閱讀理解

太陽能是一種理想的綠色能源．現在我市許多小區(qū)和農村的住戶都安裝太陽能熱水器．小華家最近安裝了一臺太陽能熱水器，如圖1為其室內進、出水管的安裝示意圖，Ⅰ為進水閥，Ⅱ為出水閥，Ⅲ為調溫閥．在水箱接口處有一根進出水管，一根溢流管，一根排氣管．給水箱上冷水或沐浴用熱水時，均通過這根進出水管來完成．
請完成下列問題：
（1）給水箱上水時，閥門Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ應處于何種狀態(tài)？洗澡時，閥門Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ應處于何種狀態(tài)？
（2）若水箱安裝在七樓樓頂上，且距樓頂地面高1米，小華家住二樓，進水閥距二樓地面高1米，每層樓高3米，則在進水閥處水壓至少為多大，才能順利上水？（g=10N/kg，p0=1.0×105pa）
（3）如圖2所示為小華家太陽能熱水器的室外安裝圖．其中A為集熱器，B是水箱．產品說明書如表：

型號 SQB～16/1.2/3
外形尺寸 mm 1190×1250×1190
集熱管采光面積 m2 1.5
水箱容積 L 100
每天輸出熱水（L） 夏天 70～100
冬天 50～100
水溫（℃） 夏天 55～90
冬天 40～55
根據產品說明書中的參數和題給條件計算：
已知集熱器接受的太陽能輻射約為4.0×106J/m2?h，如果每天日照時間按10h計算，該熱水器在一天中接受的太陽能使一滿箱20℃的水到傍晚時，水溫達到70℃，那么該太陽能熱水器的轉化效率為多少？假設每天都可以得到這樣一箱熱水，使用這樣的熱水器，每月（按30天算）節(jié)省多少㎏的煤？（假設煤燃燒放出的熱量有50%被水吸收，煤的熱值約3.4×107J/㎏）．（結果取整數）

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科目：初中物理 來源： 題型：

（2009?啟東市模擬）在開展“素質教育實踐行”的活動中，小明同學測得武漢地區(qū)每年9、10月份向陽處每平方米面積在1小時內得到的太陽輻射平均為3.0×106J．如圖為太陽能熱水器的示意圖，其中A是集熱器，B是水箱，C是電加熱器．在9、10月份期間，請根據產品說明書中的參數和題給條件回答下列問題．（g=10N/kg，水的比熱容c=4.2×103J/（kg?℃），水的密度ρ=1.0×103kg/m3．）
SQB型太陽能熱水器性能參數表
型號 外形
尺寸		 光照
面積		 水箱
容積		 每天輸出
熱水（L）		 水溫（℃） 電加熱器
㎜ ㎡ L 夏天 冬天 夏天 冬天 電壓
（V）		 電功率
（W）
SQB-16/1.2/3 1190
×
1250
×
1190		 1.4 100 100
～
176		 50
～
100		 50
～
90		 40
～
55		 220 1500
（1）集熱器A（其上裝有16根真空鍍膜管）的總有效光照面積為1.4m2，如果以接收太陽能10小時/日計算，每天共吸收多少太陽能？
（2）該太陽能熱水器能將接收到的太陽能的50%轉化為水的內能，若滿水箱水的初溫為20℃，那么它能將水溫升高到多少℃？
（3）若遇連陰雨天，用電加熱器將滿水箱的水加熱升高到與上一問題同樣的溫度，則需費用多少？（設電價為0.5元/度）（設電加熱器產生的熱量全部被水吸收）
（4）對太陽能熱水器的應用作一個簡單的評價，簡述自己的意見或建議．

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科目：初中物理 來源：2002年第十二屆全國初中應用物理知識競賽初賽試卷（解析版） 題型：解答題

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科目：初中物理 來源： 題型：

（2012四川綿陽，第18題）我省高寒地區(qū)的冬天，連續(xù)的寒冷天氣使氣溫長期在0℃以下。以下不符合實際的是

A．天空中的雨滴下落到路面，形成了積水

B．為了除去路面的冰，護路工人常在路面上大量的鹽

C．當路面結冰汽車無法行駛時，司機常在輪胎上纏上鐵鏈

D．為了防止水箱中的水結冰，司機常在水箱中加入一定量的酒精

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