题目内容

图甲是某款电热水龙头。即开即热、冷热兼用。图乙是它的原理电路。R1、R2为电热丝，通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间切换。有关参数如下表。不考虑温度对电阻丝的影响，请回答下列问题：
额定电压
220V
额定
功率
温水
2200W
热水
3000W

（1）开关置于2时，水龙头放出的水是           （选填“冷”、“温”或“热”）水。此时电路中的电流时多大？
（2）水龙头放热水时，正常工作60s，消耗的电能是多少？
（3）R2的电阻多大？
（1）温；此时电路工作电流为10A．（2）水龙头放热水时，消耗的电能为1.8×105J．（3）R2的电阻是60.5Ω

试题分析：（1）当开关处于位置1时，电路是断路，此时放出的是冷水；当开关处于位置2时，只有电阻R1接入电路，电路电阻最大，根据可知：此时功率最小，可见此时放出的是温水；当开关处于位置3时，电阻R1与R2并联接入电路，电路总电阻最小，根据可知：此时功率最大，可见此时放出的是热水。
由表中数据可知：当开关处于位置2时，电路的功率为2200W，由P=UI得：此时电路工作电流：
（2）水龙头放热水时，电路的总功率是3000W，正常工作60s消耗的电能：
W=P热t=3000W×60s=1.8×105J．
（3）温水状态下，只有R1工作，故R1消耗的功率：P温水=2200W，
热水状态下，电阻R1、R2并联，R2消耗的电功率P2=P热-P温=3000W-2200W=800W，
R2的电阻：
练习册系列答案
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（8分）如图所示，R1为12Ω的定值电阻，电源电压为9V，开关闭合后电流表示数为0.5A，通电5min.请你根据这些条件,求出与电阻R2有关的四个电学物理量
某家庭电路可简化成图所示的情况．
小彩灯之间采用了______接法，灯泡、电视、台灯之间采用了______接法．
下列说法正确的是（   ）
A．验电器的工作原理是同种电荷相互排斥
B．保险丝一般是用电阻小、熔点低的材料制成
C．地磁场的磁感线是从地理的北极出发回到地理南极
D．电动机的工作原理是电磁感应
归纳式探究-研究带电粒子在回旋加速器中的运动：
（1）磁体周围存在磁场，磁场的强弱用磁感应强度描述，用符号B表示，单位是特斯拉，符号是T．我们可以用磁感线的疏密程度形象地表示磁感应强度的大小．磁感应强度大的地方，磁感线密；磁感应强度小的地方，磁感线疏．
条形磁体外部的磁感线分布如图甲所示，则a、b两点磁感应强度较大的是　　．
磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场．
（2）回旋加速器的原理如图乙所示，D1和D2是两个中空的半径为R的半圆金属盒，被置于与盒面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中，它们接在电压一定的交流电源上，从D1的圆心O处释放不同的带电粒子（加速度可以忽略，重力不计），粒子在两金属盒之间被不断加速，最终离开回旋加速器时，获得一定的最大动能．改变带电粒子质量为m，电荷量为q，磁感应强度B，金属盒半径R，带电粒子的最大动能Ek随之改变．得到数据如表：
　次数
　m/kg
q/C　
　B/T
　R/m
Ek/J　
　1
3.2×10-27
1.6×10-19
1×10-2
1
4×10-16
　2
6.4×10-27
1.6×10-19
1×10-2
1
2×10-16
　3
3.2×10-27
4.8×10-19
1×10-2
1
36×10-16
　4
6.4×10-27
1.6×10-19
2×10-2
1
8×10-16
　5
1.6×10-27
1.6×10-19
1×10-2
3
72×10-16
①Ek= k　　 ，其中k= 　　　（填上数值和单位）．
②对于同一带电粒子．在不同的同旋加速器中，要获得相同的最大动能，则金属盒半径R与磁感应强度B的关系可以用图象中的图线　　　表示．
某家用饮水机（见图）通过电热使水加热到95℃时，饮水机从加热状态自动切换到保温状态，如水温降到85℃时，则重新加热，使水温重新上升到95℃。如此反复，使水温始终维持在一定范围内。根据饮水机工作过程，请你回答以下问题：

（1）若水中含有少量硝酸盐，反复加热，会使其中的部分硝酸根离子转化为亚硝酸根离子（NO2-），在此过程中氮元素的化合价如何变化？         
（2）反复加热，会导致水中的溶解氧越来越少。你认为长期饮用这种水，是否会导致人体缺氧？请作出判断并说明理由。                                  
（3）其实饮水机在加热时，并不是对整桶水进行加热的，只是对饮水机内热水箱中的那部分水加热。为了比较“切断电源8小时后一次加热至95℃”和“8小时内保温状态下反复加热”两种情况下消耗的电能多少，在没有电能表的情况下，除本题提供的信息外，还需测量哪两个或三个量？       、         、（         ）。（饮水机部分技术指标见右表）
某学校同学想知道：影响电流大小的因素，他们设计了如图所示的电路，选用同种材料制成的不同导体、若干节干电池及其他必要器材进行实验。

同学们正确连接电路，并将实验测得数据记录在表一、表二和表三中。
表一 导体A
长度0.4米 横截面积0.3毫米2
 
表二 导体B
长度1.2米 横截面积0.3毫米2
 
表三 导体C
长度1.5米 横截面积0.3毫米2
实验序号
1
2
3
 
实验序号
4
5
6
 
实验序号
7
8
9
U（V）
1.2
2.4
3.6
 
U（V）
2.4
3.6
4.8
 
U（V）
1.5
3.0
4.5
I（A）
0.30
0.60
0.90
 
I（A）
0.20
0.30
0.40
 
I（A）
0.10
0.20
0.30
① 根据他们选用的导体及设计的表格：可以判断他们原有的猜想：
他们认为影响电流大小的因素可能是：____________________________________________。
② 分析比较表一或表二或表三中的数据，可初步得出：__________________________。
③ 请进一步分析比较表一和表二和表三中的数据，可初步得出：_______________ ___________。
④为了在表二的基础上继续研究通过导体的电流与导体横截面积的关系，请你在表四中填写需选用这种材料制成的导体还需满足的条件。     
表四
导体
长度（米）
横截面积（毫米2）
D
 
 
E
 
 
 
10秒内通过某导体横截面的电荷量为3库，通过它的电流为　_________　安，若该导体两端电压为3伏，其电阻为　_________　欧，这段时间内，电流做功为　_________　焦．
在图所示电路中，电源电压为9V且保持不变，小灯泡L的额定电流是0.3A且灯丝电阻保持不变，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器。当开关S1、S2断开，S3闭合，滑动变阻器的滑片位于a点时（图中没有标出a、b、c三点的具体位置），小灯泡正常发光，R1和R2消耗的电功率分别是P1a和P2a；当开关S1、S2断开，S3闭合，滑动变阻器的滑片位于b点时，R1和R2消耗的电功率分别是P1b和P2b；当开关S1、S2闭合，S3断开，滑动变阻器的滑片位于c点时，R1和R2消耗的电功率分别是P1c和P2c，电路的总功率是10.8W。若P1a∶P1b∶P1c =9∶4∶81，P2b∶P2c =2∶9。求：

（1）定值电阻R1和小灯泡灯丝的阻值；
（2）滑片位于变阻器a、b和c点时接入电路的电阻值各多大；
（3）滑片位于变阻器c点时，电路在1h内所消耗的电能。

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