题目内容
1．
如图甲所示是小明家新安装的浴室防雾镜，防雾镜的防雾膜将电能转化成内能，并将内能直接传导至镜片．使镜面升温阻止水蒸气在镜面液化，达到防雾的效果．该防雾镜的铭牌如表所示．求：（1）若防雾膜的密度为5×103kg/m2，则该层膜的质量为多少千克；
（2）防雾镜正常工作420s时放出热量的20%被附着在镜上的水吸收，若水的质量为0.1kg．则水的温度升高了多少？[水的比热容为4.2×103J/（kg•C）]
（3）为满足不同季节使用的需要，小明给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器R2，R2的最大阻值440Ω，如图乙所示，加热元件R1的电阻不随温度变化，则加热元件R1的发热功率与额定功率的比值范围．
| 防雾镜面积 | 1.2m2 |
| 膜片厚度 | 0.2mm |
| 额定电压 | 220V |
| 额定功率 | 110W |
分析 （1）求出该层膜的体积，利用m=ρV求该层膜的质量；
（2）利用Q放=W=Pt防雾镜正常工作420s时放出热量，水吸收的热量Q吸=Q放×20%，利用Q吸=cm△t求水温度升高值；
（3）当滑动变阻器连入电阻为0时，加热元件R1所加的电压等于额定电压，发热功率等于额定功率等于110W，可求加热元件R1的发热功率与额定功率的比值；利用R=$\frac{{U}^{2}}{P}$求出加热元件的电路；当滑动变阻器全连入时，加热元件R1所加的电压等于额定电压的一半，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知此时发热功率等于额定功率的$\frac{1}{4}$，可求加热元件R1的发热功率与额定功率的比值，进而求出加热元件R1的发热功率与额定功率的比值范围．
解答 解：
（1）该层膜的体积V=Sh=1.2m2×0.2×10-3m=2.4×10-4m3，
由ρ=$\frac{m}{V}$得该层膜的质量：
m=ρV=5×103kg/m3×2.4×10-4m3=1.2kg；
（2）防雾镜正常工作420s时放出热量：
Q放=W=Pt=110W×420s=46200J，
水吸收的热量：
Q吸=Q放×20%=46200J×20%=9240J，
由Q吸=cm△t得：
△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{9240J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×0.1kg}$=22℃；
（3）当滑动变阻器连入电阻为0时，加热元件R1所加的电压等于额定电压，发热功率等于额定功率等于110W，加热元件R1的发热功率与额定功率的比值为1；
加热元件R1=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（220V）^{2}}{110W}$=440Ω，
当滑动变阻器全连入时，加热元件R1所加的电压等于额定电压的一半，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知此时发热功率等于额定功率的$\frac{1}{4}$，为27.5W，加热元件R1的发热功率与额定功率的比值27.5W：110W=0.25；
可见，加热元件R1的发热功率与额定功率的比值范围为1～0.25．
答：（1）该层膜的质量为1.2kg；
（2）水的温度升高了22℃；
（3）加热元件R1的发热功率与额定功率的比值范围为1～0.25．
点评 本题为力学、热学和电学综合题，考查了密度公式、功率公式、吸热公式、效率公式的应用，要求灵活应用相关公式．
手拉手全优练考卷系列答案| A． | 固体很难被压缩，是因为固体分子间有很大引力的缘故 | |
| B． | 汽油机工作时，做功冲程是将内能转化为机械能 | |
| C． | 两个质量相等的物体吸收相同的热量后，升高的温度不同 | |
| D． | 晶体吸收热量后，温度可能升高 |
海燕家中电热水壶的铭牌如图所示，其中额定功率已经看不清．将电热水壶装满质量为2kg、初温为20℃的水，让其单独工作，在一标准大气压下将水烧开用时5min，她家标有“600R/（kW•h）”字样的电能表旋盘转动了120转．则水吸收的热量是2J；在这段时间内电热水壶消耗的电能是6.72×105J；电热水壶工作时的实际功率是2400W；水吸收的这些热量，如果由无烟煤燃烧来提供，则至少需要提供22.4g的无烟煤．[c水=4.2×103J/（kg•℃）、q无烟煤=3×107J/kg]．
在如图所示的电路中，电源电压保持6V不变，电阻R1的阻值为20Ω．当S2断开，S1、S3闭合时，电流表的示数为0.45A．求：
如图是某同学自制的盛水容器的示意图，容器口的橡皮塞中插有一根两端开口的玻璃管，橡皮塞与玻璃管之间、橡皮塞与容器口之间都是密闭的，玻璃管内的水面恰好与下端管口相平．打开阀门K，水流出的速度是怎样变化的，用物理知识解释．
| A． | 74cm水银柱压强 | B． | 76cm水银柱压强 | C． | 77cm水银柱压强 | D． | 79cm水银柱压强 |
运用知识解决问题