题目内容

（8分）如图甲所示是一种电热水龙头，图乙是某型号电热水龙头的工作原理图．旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制流出的水为冷水、温水或热水．已知R1、R2是电热丝，如表是该电热水龙头相关参数，试回答或求解下列问题：
品名：快速电热水龙头
 
额定电压
220V
温水功率
1.1kw
热水功率
2.8kw
出水温度
30℃﹣60℃
适用水压
0.04Mpa﹣0.4Mpa
（1）电热丝R1的阻值是多大？
（2）S旋到热水档时，电路中的总电流是多大？
（3）如果进水口的水温是20℃，水龙头1min流出1kg的水，放出热水的水温能达到50℃，此时该水龙头的电热效率是多少？
（1）电热丝R1的阻值是44Ω；（2）S旋到热水档时，电路中的总电流是12.7A；（3）该水龙头的电热效率是75%．

试题分析：（1）由题意可知，当S旋到温水档时，只有R1接入电路；故R1=U2/P温=(220V)2/1.1×103W=44Ω；
（2）当S旋到热水档时，电路中的总电流：I=P热/U=2.8×103W/220V≈12.7A；
（3）水龙头放热水时，水吸收的热量为：
Q吸=cm（t-t0）
=4.2×103 J/（kg?℃）×1kg×（50℃-20℃）
=1.26×105J，
水龙头放热水时工作1min消耗的电能：W电=P热t=2.8×103 W×60S=1.68×105J，
水龙头的电热效率：η=(Q吸/W电)×100%=(1.26×105J/1.68×105J)×100%=75%．
练习册系列答案
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如图是研究电阻发热时产生的热量与什么因素有关的实验，两瓶中的电阻丝是串联的，甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值，R甲＜R乙，比较通电后两根电阻丝两端的电压U甲，U乙以及它们在相同时间内产生的热量Q甲，Q乙，以下关系中正确的是（　　）
A．U甲=U乙，Q甲=Q乙B．U甲＜U乙，Q甲＞Q乙
C．U甲＜U乙，Q甲＜Q乙D．U甲＞U乙，Q甲＞Q乙
运用知识解决问题：
（1）小雨家新买了一台空调，刚接入电路，家里的空气开关就自动断开了，这是因为：家庭电路的电压一定，接入空调后，电路中的____过大，导致电路中的总电流       ．
（2）请根据图甲电路图，连接好图乙实物电路．

（3）把阻值为R1和R2的两个定值电阻串联起来，接在电压为U的电源两端，则R1两端的电压U1= ____，写出解题思路．．
阅读短文，回答问题：  
干簧管
干簧管是一种利用磁场信号来控制的线路开关器件，也叫磁控开关。常用的干簧管有单触点和双触点两种。
如图为单触点干簧管的结构示意图。其外壳是一根密封的玻璃管，管中装有两个磁性材料制成的弹性簧片电板，还灌有一种惰性气体。平时，玻璃管中的两个磁簧片触点部位是分开的（如图甲）。当有磁性物质靠近玻璃管时，在合适的磁场的作用下，管内的两个簧片的触点部位被磁化成为异名磁极就会互相吸引接触，簧片就会吸合在一起，使结点所接的电路连通（如图乙）。外磁力消失后，两个簧片由于本身的弹性而分开，线路就断开。

干簧管中的磁性材料是指铁、钴、镍等能被磁铁吸引的材料，它分为软磁性材料和硬磁性材料两种。软磁性材料是指既容易被磁化而获得磁性又很容易失去磁性的物质。硬磁性材料是指不容易被磁化而获得磁性，但一旦获得磁性又很不容易失去的物质。磁体周围的磁性材料被磁化后的极性与放置在该处的小磁针的极性相似，如我们拿一根铁棒的一端靠近或接触磁铁的N极时，这一端就会被磁化成S极，它的另一端则会被磁化成N极。
双触点干簧管类似于单刀双掷开关，它的工作原理是:没有磁场时，簧片1与簧片2接通（如图丙），当有外界磁力时，簧片1与簧片2的连接断开，簧片1与簧片3触点部位接通（如图丁），其中簧片1是公共端，簧片2是常闭接点，簧片3是常开接点。簧片中有一片是用只导电不导磁的材料做成。

干簧管外绕上能产生磁场的线圈就成了干簧继电器，当线圈通电后，管中磁性材料制
成的簧片的自由端分别被磁化成N极和S极而相互吸引，因而接通被控电路。线圈断电后，干簧片在本身的弹力作用下分开，将线路切断。
（1）单触点干簧管中的磁簧片是用_______（选填“软”或“硬”）磁性材料制成的。
（2）单触点干簧管在___________（选填“断开”或“闭合”）时，磁簧片具有弹性势能。
（3）双触点干簧管的1、2、3三个簧片的对应制作材料可能是________
A．铁、铁、铜    B．铁、铜、铁   C．铜、铁、铜    D．铁、钴、铁
（4）当条形磁铁按左图所示的方式从A移动到B，下列能反映电路中的电流随时间变化的图象是______。

（5）如图为一运用干簧继电器的电路，当开关S闭合后，它的工作特点是________

A．红灯、绿灯交替发光
B．红灯长亮，绿灯亮、灭交替
C．绿灯长亮，红灯亮、灭交替
D．红灯长亮，绿灯不亮
某导体的电阻是5Ω，通过它的电流为0.2A，10s内通过该导体产生的热量是________J，电热器中的电饭锅是利用电流的________效应制成的加热设备。电子式电能表表盘上标有“3000imp/kW?h”的字样（imp表示电能表指示灯闪烁次数），将某用电器单独接在该电能表上，正常工作30min，电能表指示灯闪烁了300次，则该用电器在上述时间内消耗的电能是________kW?h，该用电器的功率是________W。
小明生日时，妈妈给他买了个电暖手袋．小明在查看说明书时，发现其主要参数如图所示。设环境温度为15℃，当给电暖手袋正常通电时。则：

（1）该电暖手袋正常工作时的电流和电阻是多少？
（2）袋中液体温度升高到65℃时需吸收多少热量？[已知液体比热容为4.2×103J/（kg?℃）]
（3）如图电流产生的热全部被袋中液体吸收，电暖手袋在额定电压下通电5min，能否达到它的自动断开温度？
（4）小明家离变电站较远（变电站输出的电压为220V），输电导线的总电阻为22?，当小明在家断开其它用电器只使用该电暖手袋时，电暖手袋消耗的实际功率是多少？（小数后面保留一位小数，不考虑温度对电阻的影响）
热熔胶，一种非晶体，常温下是固体，熔化后再冷却就能将物体牢牢地粘合在—起，生产中常用作粘合剂。图甲是热熔胶枪(简称“胶枪”)的外形，其内部有两只相同的PTC加热元件，电路如图乙所示，单只PTC加热元件的电阻与温度的变化关系如图丙所示。松开胶枪扳机，开关Sl断开，开关S2的触片与b触点接通，若此时接通电源，胶枪就进入预热状态，约60s后热熔胶熔化成的胶液温度达到正常工作温度(170℃)。此后，若扣动扳机，胶枪就进入正常工作状态：固体胶条向前挤压，开关S1闭合，开关S2的触片与a触点接通，枪口冒出温度为170℃～210℃的胶液，此时可以粘合物体了。在近似计算时，可以认为胶液的温度与PTC加热元件的温度相同。问：

（1）胶枪在预热过程中电路中最小的总电阻是多少?
（2）胶枪正常工作时的最小电流是多少?
（3）假设扣动扳机，胶枪就进入正常工作状态。胶枪在温度为170℃的条件下正常工作200s，它产生热量的80％被胶条吸收，这些热量能够使质量为500g的胶条温度升高多少度?【c胶条=968J/(kg·℃)】
小雷想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关．于是找来额定电流均小于0.6A，额定电压是2.5V的灯L1和额定电压是3.8V的灯L2，先后接在电源电压恒为6V的电路中，按照如图所示的电路开始探究．

（1）请你用笔画线代替导线，根据上图所示的电路图，将下图所示实物图连接完整．

（2）若小雷连接好电路后闭合开关，灯L1几乎不发光，移动滑片P也不能改变灯的亮度．原因是他把滑动变阻器的　    　（选填“A、B”或“C、D”）接线柱接入了电路．
（3）小雷排除故障后，按上图所示的电路继续进行实验：
①闭合开关，滑片P向　   　（选填“A“或“B“）端移动，使灯L1发光，测出灯L1的相关物理量，记录和计算结果如下表：
次数
电压/V
 
实际功率/W
电阻Ω
1
1.6
O．20
O．32
8.00
2
2.5
O．24
O．60
1O.42
3
2.8
O．26
O．73
1O．77
②请将记录数据时遗漏的物理量和单位填入表格的空格处．
（4）小雷注意到灯L1的亮度变化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮．结合表中数 据得出的结论是小灯泡越亮，它的实际功率越　  　．
（5）用L2替换L1重复上面的实验时，需要改变　  　表的量程，发现灯L2的亮度变化规律与灯L1相似．
（6）小雷在实验结束后与同学们讨论：
①有同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确．“这种说法错误的原因是小雷忽略了　  　对小灯电阻的影响．
②有同学认为“把灯L1换成定值电阻，该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关   系．“你认为这种说法　   　（选填“正确”或“错误”）．
如图所示电路中，小灯泡L标有“6V 3W”字样，R2=12Ω，当S1、S2都闭合时，总电流为0.8A，这时小灯泡L正常发光。求：

（1）电源电压U；
（2）电阻R1的阻值；
（3）当S1、S2都断开时，小灯泡L消耗的功率。

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