题目内容
【题目】教室的温热饮水机,其铭牌如下表所示。右图是饮水机简化电路的示意图,S是用感温材料制造的温控开关,R1是定值电阻,R2是供加热的电阻丝。 [水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃),水的密度ρ水=1×103kg/m3,取g=10N/kg]
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(1)电热丝是利用电流的 效应工作的。分析电路图可知,当温控开关S (选填“闭合”或“断开”)时,饮水机处于加热状态。
(2)在加热状态下,饮水机正常工作时电路中的电流有多大?电阻丝R2的阻值有多大?
(3)正常工作时,该饮水机将热水罐中0.6kg、18℃的水加热至93℃,用时6min。请用这些数据及题目中的信息,计算该饮水机加热状态时的效率。
(4)如果要使电阻丝R2在保温状态时的功率是加热状态时的四分之一,定值电阻R1的阻值应是多大?
【答案】(1)热;闭合;(2)2.5A;(3)95.5%;(4)88Ω
【解析】试题(1)电热丝是利用电流的热效应工作的。分析电路图可知,当温控开关S 闭合时,饮水机处于加热状态;
(2)由P=UI得,在加热状态下,饮水机正常工作时电路中的电流是:I=P/U=550W/220V=2.5A;
(3)水吸收的热量:Q水=cm△t=4.2×103kg/m3×0.6kg×(93℃-18℃)=189000J,
加热过程消耗的电能:W=Pt=550W×6×60s=198000J,则η=Q水/W×100%=189000J/198000J×100%=95.5%
(4)因为电阻丝R2在保温状态时的功率是加热状态时的四分之一,
所以P'=P/4=550W÷4=137.5W U'= P'R2=137.5W×88Ω=110V,
因为加热状态时R1、R2串联,所以U1="U-" U'=220V-110V=110V
定值电阻R1的阻值应是 R1= R2 =88Ω
【题目】声音传播的速度和温度有关,温度越高,速度越大.下表是空气中声速随温度变化的数据.
空气温度/℃ | -20 | -10 | 0 | 10 | 20 | 30 |
声音速度/(m/s) | 318 | 324 | 330 | 336 | 342 | 348 |
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(1)请你在如图所示的坐标中作出声速和温度关系的图像.
(______)
(2)根据所作图像,温度为15℃时声速为__________m/s.
(3)当飞机的飞行速度接近周围的声速时会受到相当大的阻力.20世纪中期,人们尝试进行超音速飞行.在飞机速度有限的情况下, 你能指出在什么情况下试验更容易成功吗_______?