题目内容
【题目】在家庭电路中热水器单独工作3min,如图所示的电能表的转盘转了100r,热水器的实际功率为________W;若不计能量损失,这段时间内热水器中50L的水可升温________℃(保留两位小数)。由于热水器的功率远大于冰箱,从安全用电的角度考虑,热水器的电源线比冰箱的要________一些(选填“粗”或“细”)。[已知ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃)]。
【答案】1000 0.86 粗
【解析】
[1]电能表的转盘转100r,电热水器消耗的电能:
W=kWh=0.05kWh,
热水器的实际功率为
P==1kW=1000W;
[2]水的体积
V水=50L=0.05m3,
水的质量:
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×0.05m3=50kg;
因为不计能量损失,所以水吸收的热量:
Q吸=W=0.05kWh =1.8×105J,
水升高的温度:
Δt=≈0.86℃;
[3]由于电热水器的功率远大于冰箱,根据P=UI可知,电热水器工作时的电流远大于冰箱,相同条件下热水器导线上产生的热量较多。为保证线路安全,在电流和通电时间一定时,电热水器选择较粗的电源线,可以减小导线电阻,根据Q=I2Rt可知,电源线产生的热量减少,可防止电源线快速老化而引发安全事故。
【题目】小明同学为了探究“电流与电压、电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,他在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3 V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为5 Ω、10 Ω、20 Ω、50 Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20 Ω1 A”字样,导线若干。
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
电压U/V | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 |
电流I/A | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 |
(1)请你用笔画线代替导线,将图乙中的实物连接完整。
(________)
(2)闭合开关,小明同学发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,原因可能是______。
A. R短路 B. R断路 C. 变阻器的滑片接触不良 D. 变阻器短路
(3)故障排除后,小明同学先把10 Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2 V,读出电流表示数后,断开开关,她拆下10 Ω的电阻,改换成阻值为20 Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图丙所示,要完成这次实验,接下来她应将变阻器滑片向______端(选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数为______V。
(4)小明同学再把5 Ω的电阻换接入电路中,来探究“电流与电压的关系”。她通过调节滑动变阻器的滑片P,测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压值,并记录在上表中。老师看了表中的实验数据后,却说其中有一次是错误的数据。请你帮她分析一下,出错的是第______次。
(5)实验结束后,小明同学向老师提出可以用小灯泡来代替定值电阻,进行“电流与电压关系”的实验探究,老师指出这样操作是不可行的,原因是________。