题目内容
【题目】如图甲、乙是一种家用电熨斗及其简化电路原理图(额定电压为220V),虚线框内为加热电路,R0是定值电阻,R是可变电阻(调温开关).该电熨斗温度最低时的耗电功率为121W,温度最高时的耗电功率为484W,根据以上信息计算:
①定值电阻R0的阻值;
②可变电阻R的阻值变化范围?
③假定电熨斗每秒钟散发的热量Q跟电熨斗表面温度与环境温度的温差关系如图丙所示,现在温度为20℃的房间使用该电熨斗熨烫毛料西服,要求熨斗表面温度为220℃,且保持不变,问应将R的阻值调为多大?
【答案】(1)100Ω; (2)0~300Ω;(3)10Ω.
【解析】(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电熨斗的电功率最大,
由可得,R0的阻值: ,
(2)当R的阻值接入电路中的电阻最大时,电熨斗消耗的电功率最小,
此时电路中的总电阻: ,
根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知R的最大阻值:
R=R总-R0=400Ω-100Ω=300Ω,
所以,可变电阻R的阻值变化范围为0~300Ω;
(3)熨斗表面温度为220℃,此时电熨斗表面温度与环境温度之差:
△t=220℃-20℃=200℃,
由图象知,电熨斗每秒钟散发的热量Q=440J,
则散热功率,
要保持电熨斗的表面温度不变,则电熨斗的电功率P=P散=440W,
此时电路中的总电阻: ,
则R的阻值:R′=R总′-R0=110Ω-100Ω=10Ω.
答:(1)R0的阻值为100Ω;
(2)可变电阻R的阻值变化范围为0~300Ω;
(3)现在温度为20℃的房间使用该电熨斗来熨烫毛料西服,要求熨斗表面温度为220℃,且保持不变,应将R的阻值调为10Ω.
【题目】在探究“电压一定时,电流跟电阻的关系”的实验中,设计电路图如图甲所示。
(1)请根据图甲电路图用笔画线代替导线将答题卡中图示实物连接成完整电路(导线不允许交叉);
(________)
(2)在图乙中,闭合开关前滑动变阻器的滑片应移到_____(选填“A”或“B”)端;
(3)连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是_____
A.电流表坏了B.滑动变阻器短路 C.电阻处接触不良D.电阻短路
(4)排除电路故障进行实验,多次改变R的阻值,并调节滑动变阻器,使电压示数保持不变,实验数据记录如下表。其中第5次实验电流表示数如图丙所示,其读数为_____;
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
电阻R/Ω | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
电流I/A | 0.6 | 0.3 | 0.2 | 0.15 |
(5)分析实验数据可得实验结论:_____;
(6)本实验采用的方法是控制变量法,在探究“焦耳定律“的实验时也采用了这个方法,即:在探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系时,就应该控制_____ 和电流不变。