题目内容
【题目】下图甲为某电热水器的原理图(其铭牌如下表),其中低压控制电路中的电磁铁线圈电阻不计,R为热敏电阻,电源电压U 1 恒为6V.热敏电阻R和高压工作电路中的三只电阻R 1 、R 2 、R 3 均置于储水箱中.已知R 1 =33Ω、R 2 =66Ω、R 3 =154Ω、U 2 =220V.当电磁铁线圈中的电流I<10mA时,继电器上方触点和触点c接通;当电磁铁线圈中的电流I≥10mA时,电磁铁的衔铁被吸下,继电器下方触点和触点a、b接通.
(1)当衔铁位于图甲所示位置时,高压工作电路中的总电阻为 Ω,此时电路处于 (选填“加热”或“保温”)状态.
(2)当电热水器在加热状态下正常工作时,给满水箱中的水加热,使其从25℃升高到45℃,需用时50min.求此加热过程中:
①水吸收的热量;
②电热水器的加热效率 . 【水的比热容为4.2×10 3 J/(kg℃)】
(3)热敏电阻中允许通过的最大电流I 0 =15mA,其热敏电阻R随温度变化的规律如图乙.为保护热敏电阻R使低压控制电路正常工作,保护电阻R 0 的阻值至少为多大
【答案】
(1)220,保温
(2)4.62×106J,5.28×106J
(3)为使控制电路正常工作,当R达到最小值R最小=200Ω时,控制电路中的电流不超过最大值I0=15mA,此时R0取最小值.
由 得: ,
所以R0的最小阻值为R控-R最小=400Ω-200Ω=200Ω.
答:为使低压控制电路正常工作,保护电阻R0的阻值至少为200Ω.
【解析】(1)由图知:当衔铁位于图甲所示位置时,高压工作电路中R2、R3串联,所以总电阻为R总=R2+R3=66Ω+154Ω=220Ω;此时电路消耗的功率为 ;已知加热功率为2200W>220W,所以当衔铁位于图甲所示位置时,属于保温状态;
(2)①水吸收的热量为Q=cm△t=4.2×103J/(kg℃)×50kg×20℃=4.2×106J.②由 得:热水器消耗的电能为W=Pt=2200W×2400s=5.28×106J.电热水器的热效率为 ;
所以答案是:(1)220;保温;(2)①4.2×106J;②79.5%;
【考点精析】掌握热量的计算和欧姆定律及其应用是解答本题的根本,需要知道热量的计算: ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) (Q吸是吸收热量,单位是焦耳;c 是物体比热,单位是:焦/(千克?℃);m是质量;t0 是初始温度;t 是后来的温度. )② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放;欧姆定律的应用: ① 同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大.(R=U/I) ② 当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小.(I=U/R) ③ 当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大.(U=IR).
【题目】地球附近物体都要受到重力,小考同学认为物体的重力大小与物体的质量有关,他用天平、钩码、弹簧测力计进行了探究.
(1)你(选填“同意”或“不同意”)小考同学的观点(物体的重力大小与物体的质量有关).
(2)如图甲是他第二次测量中弹簧测力计的读数,该测力计的量程是N,分度值是N,请将此时测力计的示数填入下表的空格处.
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
质量m/kg | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 |
重力G/N | 1 | 3 | 4 |
(3)请你根据表格中的实验数据,在如图乙中作出重力随质量变化的图象 .
(4)由图象可知:物体的重力跟物体的质量成 .