题目内容

【题目】图1是一款家用小型烤面包片的电烤炉,其额定功率为800W.它内部的简化电路如图2,发热体由两根完全相同的电热丝组成(不考虑温度对电阻的影响)。

(1)该电烤炉正常工作5min,电热丝放出的总热量是多少?

(2)小华只想让一根电热丝工作,她在图2中的a、b两点间接入一个开关S1.请你通过计算说明,若开关S、S1均闭合时,对电热丝的使用寿命会造成什么影响?

(3)小华最终将电烤炉内部电路改造为图3,其中R3=R4.当开关S、S1、S2均闭合时,电烤炉的功率仍为800W,则电热丝R3的阻值应为多少?

【答案】(1)2.4×105J(2)a、b两点间接入一个开关S1.若开关S、S1均闭合时,电热丝容易因温度过高而熔断(3)121Ω

【解析】

(1)家用电烤炉的额定电压为家庭电路电压:U=220V;额定功率:P=800W;工作时间:t=5min=300s;

因为电烤炉工作时所消耗的电能全部转化为内能,即Q=W,

所以电烤炉正常工作5min放出的热量:Q=W=Pt=800W×300s=2.4×105J;

(2)由P=UI得:I=,电烤炉正常工作时电流:I===3.64A;

正常工作时电阻:R===60.5Ω;

a、b两点间接入一个开关S1,开关S、S1均闭合时,电路中只有R2工作,R1被S1短路,

由于R1=R2,R2=R=×60.5Ω=30.25Ω;

此时电流:I′===7.27A=2I;

即此时R2中电流实正常工作时的2倍,由焦耳定律式Q=I2Rt;

可知相同时间内R2此时的热量是正常工作时的4倍,很容易因温度过高而熔断;

(3)由图3可知,R3、R4并联,且R3=R4;功率:P′=800W;

R3所消耗的功率:P3=U3I3=U×I=×800W=400W;故R3的电阻:R3===121Ω。

练习册系列答案
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【题目】在“测定小灯泡额定功率”的实验中,电源电压为6V,小灯泡的额定电压为3.8V.

(1)请在图甲中用笔画线代替导线,完成电路连接.

(_______)

(2)闭合开关,在将滑动变阻器的滑片从一端缓慢移到另一端的过程中,发现电压表示数U与滑片移动距离x的关系如图乙所示,电压调节非常不方便,这是由于选用了____ (选填“A”或“B”)滑动变阻器.

可供选用的滑动变阻器:

滑动变阻器A(阻值范围0-500Ω,滑片行程10cm);

滑动变阻器B(阻值范围0-50Ω,滑片行程10cm).

(3)换用了另一个滑动变阻器并接通电路后,移动滑片位置,当电压表的示数为3.8V时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡额定功率为____W.

(4)小明想换用其他规格的小灯泡再做该实验,但他却操作有误,在未断开开关的情况下,直接将小灯泡从灯座上拔出,那么拔出后电压表、电流表的示数变化情况是____.

(5)实验中刚刚测完上述(4)中的一个数据,电流表突然损坏了.他们找到了一个阻值为10Ω的定值电阻R0和一个单刀双掷开关并设计出电路图(如图丁),重新进行了测量.请完成以下步骤:

步骤一:S2与接线柱1接通,闭合S1,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为____;

步骤二:保持滑动变阻器阻值____(选填“变大”、“不变”、“变小”),将S2改与接线柱2接通,读取电压表读数UR;

步骤三:断开S1、S2,整理器材.

写出灯泡额定功率的表达式P=____.(用已知量和测量量表示)

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