题目内容
【题目】某中学为解决同学们的饮水问题,新购置了一批台式饮水机,其铭牌如下表所示.图是饮水机的电路图,S是用感温材料制造的温控开关,R1是电阻,R2是供加热的电阻丝.分析电路图可知,当S接通时,饮水机处于加热状态,当S断开时处于保温状态。
(1)在加热状态下,饮水机正常工作时电路中的电流是多大?
(2)正常工作时该饮水机将热水罐中0.6kg,l8℃的水加热到93℃,用时6min。用这些数据及题目中的信息,计算热水罐中的水吸收的热量和该饮水机加热状态时的效率。[C水=4.2×103J /(kg·℃)]
(3)如果要使饮水机在保温状态时的功率是加热状态时的一半,则R1与R2的比值应是多少?
【答案】(1)2.5A(2)1.89×105J;95.5%(3)0.414
【解析】
【1】由P=UI得:I=则该饮水机正常工作时的电流:I==2.5A.
【2】水罐中的水吸收的热量:Q吸=C水m(tt0)=4.2×103J/(kg℃)×0.6kg×(93℃18℃)=1.89×105J,饮水机工作6min消耗的电能:W=Pt=550W×360s=1.98×105J,该饮水机加热时的效率: ≈95.5%
【3】当S闭合时,R1短路,R2两端的电压等于电源电压,此时饮水机处于加热状态,则电功率P2=,当S断开时,R1与R2串联,此时饮水机处于保温状态,∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,∴根据欧姆定律可得,电路中的电流:I=,则保温功率: P′2=I2R2= R2,∵P2=2P′2,∴解得:.即=0.414
【题目】小明用如图甲所示的装置,探究摩擦力的大小与哪些因素有关。实验中用到的器材有:木块(重力为6N ),木板,棉布,毛巾,弹簧测力计,细线,砝码(重力为2N)若干等。
(1)实验时,小明将木块放在水平木板上,弹簧测力计沿____________方向拉动木块,并使木块做匀速直线运动。这样做的目的是__________________;
(2)小明改变条件多次实验,记录的部分数据如下表所示:
序号 | 木块放置情况 | 木块上表面情况 | 压力/N | 弹簧测力计示数/N |
1 | 平放 | 木板 | 6 | 1.2 |
2 | 平放 | 木板 | 8 | 1.6 |
3 | 平放 | 木板 | 10 | 2.0 |
4 | 平放 | 木板上铺棉布 | 6 | 1.8 |
5 | 平放 | 木板上铺毛巾 | 6 | 3.0 |
①分析序号_________三组数据可知:滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关,这三次实验中滑动摩擦力f大小与接触面所受压力F大小的关系式是_______;
②如要探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系,应选序号为___________三组数据进行分析;
(3)实验拓展,改用如图乙所示的装置进行实验,当匀速拉动木块向右运动的时候,弹簧测力计读数如图,则此时木块所受摩擦力为__________N(挂钩与细线间摩擦不计);改用如图丙所示的装置进行实验,当向左拉动木板的过程中,发现弹簧测力计示数不稳定,原因可能是__________________。