题目内容
【题目】如图1为一款陶瓷电炖壶,工作电路简化为图2所示,它在工作时,有高火加热、文火萃取和小功率保温三个过程.已知正常工作时,高火加热功率为500W,文火萃取功率为100W.若壶中药液的总质量为1kg,且在额定电压下工作时,液体的温度与工作时间的关系图像如图3.
(1)观察图像中高火加热过程可知:电炖壶在前半段比后半段时间的加热效率________,上述高火加热过程中,1kg药液所吸收的热量是多少_________?[c 药液=4.2×103J/(kg·℃)]
(2)分析电路可知:当 Sa接 2,同时 Sb________(选填“断开”或“闭合”)时,电路处于文火萃取阶段,电路中的电阻________在工作.
(3)已知电阻 R2=484Ω,求 R1的阻值是多少_______?电炖壶的额定保温功率是多少瓦 _________? 提示:请按照计算题的要求)
【答案】低 3.36×105J 断开 R2 121Ω 80W
【解析】
(1)在高火加热的前后半段的时间里,功率是不变的,且时间也是相同的,由可知,在两段时间里消耗电能是相同的。由图3可知,在前半段的时间里药液升高的温度小,在后半段的时间里温度升高的大,而药液的质量和比热容是不变的,由可知,在前半段的时间里,药液吸收的热量少,由可知,前半段的加热效率比后半段的加热效率要低。
1kg药液所吸收的热量:
=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(98℃18℃)=3.36×105J
(2)分析电路可知,当Sa接2,同时Sb闭合时,电路中R1和R2并联,电路中的电阻是最小的,由可知,此时电功率是最大的,处于高火加热状态;当Sa接2,同时断开Sb时,电路中只有R2工作,电路中电阻较大,由可知,此时电功率较大,处于文火萃取状态;当Sa接1,同时断开Sb时,电路中R1和R2串联,电路中的电阻最大,由可知,此时电功率较小,处于小功率保温状态;所以要使电路处于文火萃取状态,应将Sa接2,同时Sb断开,这时电路中只有R2在工作。
(3)当Sa接2,同时Sb闭合时,电路中并联,电路中的电阻是最小的,由可知,此时电功率是最大的,处于高火加热状态,高火加热的电功率为;
根据前面的分析可知,P2=P文火=100W,所以
P1=P高火 P文火=400W
由可得
R1===121Ω
当Sa接1,同时断开Sb时,电路中R1和R2串联,电路中的电阻最大,由可知,此时电功率较小,处于小功率保温状态,保温功率为
==80W
答:(1) 前半段的加热效率比后半段的加热效率要低,1kg药液所吸收的热量为3.36×105J;
(2) 当Sa接2,同时Sb断开处于文火萃取状态,这时电路中只有R2在工作;
(3) R1的阻值是121Ω,保温功率为80W。
【题目】利用如图电路研究“电流与电阻的关系”,其中电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”, 滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”,依次将阻值为5Ω、10 Ω、20Ω的定值电阻接入AB之间完成实验,获得数据如下表。
实验组别 | 1 | 2 | 3 |
电阻R(欧) | 5 | 10 | 20 |
电流I(安) | 0.4 | 0.2 | 0.1 |
(1)完成第一组实验,断开开关,拆下5Ω的电阻,改接10Ω的电阻。继续操作有以下四步:
① 闭合开关;
② 将滑动变阻器的滑片移到最右端;
③ 记录电流表示数;
④ 将滑动变阻器的滑片移到适当位置。
从安全和规范角度考虑, 正确的顺序是_________________________;
(2)上述操作④ 中判断滑片已处于适当位置的依据是________;
(3)依据表中数据作出了下列图象,其中正确的是________;
A. B.
C. D.
(4)要完成本次实验,电源最多只能将_______ 节干电池________联。