题目内容
【题目】火锅是人们比较喜欢的一种饮食方式,如图为小明家使用的一款电火锅工作电路的原理图。它有高、中、低三个加热档位,旋钮开关可以分别置于“0和1“、“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱。正常工作时,低温档功率为高温档功率的,R1为242Ω,R2为60.5Ω.(忽略温度对电阻的影响)
(1)请指出开关置于什么接线柱时,火锅处于低温档?
(2)R3的阻值是多少欧姆?电火锅处于低温档正常工作时,在1分钟内产生的热量是多少焦耳?
(3)小明关闭家中的其他用电器,只让电火锅独立工作,用高温档加热汤液2分钟,电能表的表盘转了81转。请通过计算判断此时电火锅是否正常工作?[电能表的铭牌上标有3000r/(kWh)]
【答案】(1) “1和2”;(2)181.5欧姆; 1.2×104J;(3)此时电火锅不正常工作
【解析】
(1)当旋钮开关置于“1和2”接线柱时,R2、R3串联,电路电阻最大,根据P=可知,电功率最小,火锅处于低温档;当旋钮开关置于“2和3”接线柱时,R3被短路,电路为R2的简单电路,电路电阻较大,根据P=可知,电功率较大,火锅处于中温档;当旋钮开关置于“3和4”接线柱时,R1、R2并联,电路电阻最小,根据P=可知,电功率最大,火锅处于高温档。
(2)高温档时的电功率:P高=P1+P2=+=+=1000W,由题意知,低温档功率为高温档功率的,即:P低=P高=×1000W=200W,由P=可得,低温档时电路总电阻:R===242Ω,因串联电路总电阻等于各分电阻之和,所以,R3的阻值:R3=R﹣R2=242Ω﹣60.5Ω=181.5Ω。电火锅处于低温档正常工作时,在1分钟内产生的热量:Q=W=P低t=200W×60s=1.2×104J。
(3)电能表的表盘转了81转,电火锅消耗的电能:W′==0.027kWh=9.72×104J,则电火锅的功率:P′===810W,因为电火锅的实际功率P′<P高,所以,此时电火锅不正常工作。
【题目】电容器是电气设备中的重要元件,是储存电荷的装置。两个相距很近又彼此绝缘的平行金属板就形成一个最简单的电容器。在电路图中用符号“”表示。
(1)如图所示电路,开关置于a时,电容器的一个极板与电源的正极相连,另一个极板与负极相连,两个极板将分别带上等量异种电荷,这个过程叫做电容器充电,电容器一个极板所带电荷量的绝对值叫做电容器所带的电荷量。开关置于b时,充电后的电容器的两极板接通,两极板上的电荷中和,电容器又不带电了,这个过程叫做电容器放电。放电过程中,经过电流表的电流方向为__________(选填“M到N”或“N到M”)。
(2)当开关置于a时,通过改变电源电压来改变电容器两极板间的电压U,电容器所带的电荷量Q也随之改变。实验数据如下表:
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
电压U/V | 4.0 | 8.0 | 12.0 | 16.0 |
电荷量Q/C | ||||
实验表明,在误差允许的范围内,这个电容器所带的电荷量Q与两极板间的电压U的比值是一个常量。换用不同的电容器,这个比值一般是不同的。
电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间电压U/span>的比值叫做电容器的电容,用符号C表示,表达式为。在国际单位制中,电容的单位是法拉,符号是F。。
①电容器两极板间电压减小,它的电容_____________。
②上述电路中,若电源电压为9V,换用电容为的电容器,充电完毕后再进行放电,在全部放电过程中释放的电荷量是_____________库。