题目内容
【题目】如图所示是某温控装置的简化电路图,工作电路由电压为220V的电源和阻值R=88Ω的电热丝组成;控制电路由电源、电磁铁( 线圈电阻=20Ω)、开关、滑动变阻器( 取值范围0~80Ω )和热敏电阻组成;阻值随温度变化的关系如下表所示,当控制电路电流≥50mA时,衔铁被吸合切断工作电路;当控制电路电流≤40mA时,衔铁被释放接通工作电路。
温度/℃ | 90 | 80 | 66 | 60 | 50 | 46 | 40 | 36 | 35 | 34 |
/Ω | 10 | 20 | 40 | 50 | 70 | 80 | 100 | 120 | 130 | 150 |
(1)工作电路正常工作时,R在1min内产生的热量是多少?
(2)当温度为60℃,滑动变阻器=50Ω时,衔铁恰好被吸合,控制电路的电源电压是多少?
(3)若控制电路电源电压不变,此装置可控制的温度最大范围是多少?
(4)要想要该装置所控制的最高温度降低一些,请分析说明如何改变的阻值。
【答案】(1)3.3×(2)(3)35℃~80℃(4)减小的最大阻值
【解析】
本题考查电功与电热、电磁继电器。
(1)当工作电路正常工作时,Q=I2Rt===3.3×104J。
(2)由题意可知,温度为60℃,滑动变阻器=50Ω时,衔铁恰好被吸合,这时控制电路中的电流I=60mA。由表可知,此时R1=50Ω。由欧姆定律得,I====50×10-3A,解得:U=6V。
(3)当控制电路电流I≥50mA时,衔铁被吸合切断工作电路,由欧姆定律可得,控制电路的总电阻最大为:,
滑动变阻器R2(取值范围0~80Ω)的最大电阻为80Ω,根据串联电阻的规律,热敏电阻R1的阻值最小(此时温度最高):
R1=R大﹣R2﹣R0=120Ω﹣80Ω﹣20Ω=20Ω,由表中数据知可控制的最高温度为80℃;
当控制电路电流I≤40mA时,衔铁被释放接通工作电路,由欧姆定律,控制电路的总电阻最小为:,
滑动变阻器R2的最小电阻为0时,根据串联电阻的规律,热敏电阻R1的阻值最大(此时温度最低):
R′1=150Ω﹣20Ω=130Ω,由表中数据知可控制的最低温度为35℃;
所以,若控制电路电源电压不变,此装置可控制的温度最大范围是35℃~80℃;
(4)要使该装置控制的最高温度降低一些,就需要R1连入更大电阻的情况下,仍然能达到40mA的最小值,所以R2的最大值要更小一些。
【题目】在日常生活和工农业生产中,提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率,要从研究影响机械效率的因素出发,寻求办法。
(1)为了探究影响机械效率的因素,小明选取了大小相同的滑轮,利用图甲和图乙装置进行实验,并把数据整理记录在下表中。
实验 次数 | 滑轮 材质 | 钩码重 G/N | 提升的高度 h/m | 有用功 W有用/J | 拉力 F/N | 绳端移动的距离 S/m | 总功 W总/J | 机械效率 η |
1 | 铝 | 1 | 0.1 | 0.1 | 0.6 | 0.3 | 0.18 | 56% |
2 | 铝 | 2 | 0.1 | 0.2 | 1.0 | 0.3 | 0.3 | 67% |
3 | 铝 | 2 | 0.2 | 0.4 | 1.0 | 0.6 | 0.6 | 67% |
4 | 塑料 | 2 | 0.2 | 0.4 | 0.8 | 0.6 | 0.48 | 83% |
5 | 塑料 | 2 | 0.2 | 0.4 | 2.1 | 0.2 | 0.42 | 95% |
①比较1和2两次实验发现:在所有滑轮组一定时,提升的钩码________,机械效率越高。
②比较3和4两次实验发现:滑轮组的机械效率还与________有关。
③比较________两次实验发现:在所用滑轮组一定时,机械效率与提升钩码的高度无关。
④第5次实验是利用了图________的装置完成的,判断依据是________。
⑤利用图甲的装置,把重6N的物体用2.5N的拉力迅速拉起,滑轮组的机械效率为________。可见如果没有刻度尺,只有测力计,也可以测量出滑轮组的机械效率。
(2)小明利用图丙装置实验发现:斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关,与物重无关。保持斜面倾斜程度不变,可以采用________的方法减小摩擦,从而提筒斜面的机械效率。
(3)实验表明:额外功越小,总功越接近有用功;进一步推理得出:假设没有额外功,总功等于有用功;可见使用任何机械都________。下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是________。
A、焦耳定律 B、牛顿第一定律 C、阿基米德原理 D、欧姆定律