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【题目】电饭锅是家庭常用的电器,它既有加热功能,又有保温功能.图甲所示为某型号电饭锅的简化电路图.S1是一个磁钢式限温开关,可以实现通断电自动控制,R1和R2均为发热体加热电阻.把电饭锅接入220V的家庭电路中,在电饭锅工作的30min内,电路中总电流随时间变化的图象如图乙所示.求:
(1)加热电阻R1的阻值;
(2)电饭锅在这30min内的最大电功率;
(3)电饭锅在这30min内产生的热量.

【答案】
(1)解:由图甲知,当两个开关都闭合时,两个电阻并联,总电流最大;

当闭合S、断开S1时,电路中只有R1工作,电流较小,

由乙图可知,此时电流中的总电流,即通过R1的电流I1=1A,

由欧姆定律可得R1的阻值:

R1= = =220Ω;


(2)解:由图乙知,电路中的最大总电流:I最大=4A,

由P=UI可得电饭锅最大电功率:

P最大=UI最大=220V×4A=880W;


(3)解:由图乙知,在30min内电路中总电流为1A的工作时间:

t1=(15min﹣10min)+(30min﹣20min)=15min=900s,

所以电路中总电流为4A的工作时间:t2=15min=900s,

由Q=W=UIt可得,电饭锅在这30min内产生的热量:

Q=Q1+Q2=UI1t1+UI2t2=220V×1A×900s+220V×4A×900s=9.9×105J.


【解析】(1)由图甲知,闭合S、断开S1时,电路中只有R1工作,由乙图可知通过R1的电流值,由P=UI计算R1的阻值;(2)由图乙知,电路中的最大总电流,由P=UI计算最大电功率;(3)由图乙知两种情况下的工作时间,利用Q=W=UIt分别求出两种情况下各自产生的热量,最后求其和即可.
【考点精析】解答此题的关键在于理解电功率的计算公式的相关知识,掌握计算电功率公式:P =W/t ;P=UI ; 式中单位P→瓦(w);W→焦;t→秒;U→伏(V);I→安(A)计算电功率还可用公式:P=I2R和P= U2/R,以及对焦耳定律的计算公式及其应用的理解,了解焦耳定律公式:Q=I2Rt ,(式中单位Q→焦;I→安(A);R→欧(Ω);t→秒.).

练习册系列答案
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【题目】阅读《磁致冷》. 磁致冷
中国科技馆“挑战与未来”展厅有一件展品叫“磁致冷”,如图1所示.当转动手轮,磁体(磁致冷材料)进入或离开磁场时,观察到温度计的示数会发生变化.为什么会有这种现象呢?
在20世纪20年代末,科学家们发现了磁性物质在磁场作用下温度能够升高的现象,这种现象叫磁热效应,磁致冷就是利用磁性材料所具有的磁热效应来致冷的.如图2所示,当磁致冷材料被等温磁化时,能够向外界放出热量,使外界环境温度升高.而绝热退磁时又从外界吸收热量,使外界环境温度降低,从而达到制冷的目的.

磁致冷材料使用无害、无环境污染的稀土材料作为制冷物质,若能取代目前大部分制冷电器所使用的氟利昂制冷剂,就可以消除由于生产和使用氟利昂类制冷剂所造成的环境污染和对大气臭氧层的破坏,具有显著的环境和社会效益,因而被誉为绿色制冷技术.又因为低温磁致冷装置具有小型化和高效率等独特优点,所以其在生产、生活、科技等众多领域都有很广阔的发展前景.
许多科学家和工程师对具有磁热效应的材料、磁致冷技术及装置进行了大量的研究开发工作.到目前为止,20K以下的低温磁致冷装置在某些领域已实用化,而室温磁致冷技术还在继续研究攻关,目前尚未达到实用化的程度.
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)磁致冷就是利用磁性材料所具有的来致冷的.
(2)如图1所示的科技馆的“磁致冷”展品中,转动手轮,当磁体退出磁场时,测量环境温度的温度计示数会 . (选填“升高”、“降低”或“不变”)
(3)根据你的想象,描述出磁致冷技术具有的发展前景 . (写出一条即可)

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