题目内容
4．
随着电器化时代的到来，家用电器已广泛应用到我们的生活中．某家庭煲汤用电热锅简化电路如图所示，电热锅额定电压为220V，R1、R2均为发热电阻，其阻值分别为80Ω、404Ω．（1）接通电源，闭合开关S1、S2，电热锅处于“大火”加热状态；当锅内温度达到100℃时，开关S2自动断开，开关S1仍闭合，电热锅处于“小火”炖煮状态（选填：“小火”炖煮状态或“大火”加热状态）
（2）电热锅在额定电压下，处于“大火”加热状态时，电路中的电流多大？
（3）电热锅在额定电压下，处于“大火”加热状态15分钟，消耗的电能是多少焦耳？
（4）电热锅在额定电压下，处于“小火”炖煮状态时，电功率多大？
（5）为测量在用电高峰期电热锅工作时的实际电压，小明将家中其它用电器全部关闭，让电热锅在“大火”加热状态下，观察到标有“2000r/kW•h”字样的电能表在6分钟内转了100转，则电热锅这时的实际电压是多少？
分析 （1）根据电路图分析开关在不同状态下电路连接情况，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析加热的状态；
（2）根据欧姆定律求出电热锅处于“大火”加热状态电路中的电流；
（3）根据W=UIt求出处于“大火”加热状态15min消耗的电能；
（4）根据电阻的串联和P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出“小火”炖煮状态时电功率；
（5）2000r/kW•h表示每消耗1kW•h的电能，电能表上的转盘转动2000r，据此求出6分钟内转了100转消耗的电能，根据W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t求出电热锅的实际电压．
解答 解：
（1）由图知，闭合开关S1、S2时，电路为R1的简单电路，电源电压一定，此时电路中电阻较小，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知此时加热功率较大，电热锅处于“大火”加热状态；
开关S2断开、S1仍闭合时，R1与R2串联，此时电路中电阻较大，加热功率较小，电热锅处于“小火”炖煮状态．
（2）电热锅处于“大火”加热状态时，开关S1、S2闭合，电路为R1的简单电路，
所以此时电路中电流：I=$\frac{U}{{R}_{1}}$=$\frac{220V}{80Ω}$=2.75A；
（3）电热锅在额定电压下，处于“大火”加热状态15min消耗的电能：
W=UIt=220V×2.75A×15×60s=5.445×105J；
（4）电热锅处于“小火”炖煮状态时，开关S2断开、S1闭合，R1与R2串联，
所以“小火”炖煮状态时电功率：
P小=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{（{220V）}^{2}}{80Ω+404Ω}$=100W；
（5）电热锅在“大火”加热状态下，6分钟消耗的电能：
W=$\frac{100r}{2000r/kW•h}$=0.05kW•h；
由W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t可得此时的实际电压：
U实=$\sqrt{\frac{W{R}_{1}}{t}}$=$\sqrt{\frac{0.05×3.6×1{0}^{6}J×80Ω}{6×60s}}$=200V．
答：（1）大火”加热状态；小火”炖煮状态；
（2）电热锅在额定电压下，处于“大火”加热状态时，电路中的电流2.75A；
（3）电热锅在额定电压下，处于“大火”加热状态15分钟，消耗的电能是5.445×105J；
（4）电热锅在额定电压下，处于“小火”炖煮状态时，电功率100W；
（5）电热锅这时的实际电压是200V．
点评 本题考查了欧姆定律、电功公式、电功率公式的应用，要注意额定电压下用电器的实际功率和额定功率相等．
| A． | LED灯的核心元件发光二极管是由超导材料制成的 | |
| B． | “北斗”导航是利用超声波进行定位和导航的 | |
| C． | 能量是守恒的，所以不会发生能源危机 | |
| D． | 太阳能、风能和水能都是可再生能源 |
如图所示的电路，电源电压恒定不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中，下列说法正确的是（忽略灯泡电阻的变化）（ ）| A． | 电流表示数变大 | B． | 电压表示数变大 | ||
| C． | 电压表和电流表示数的比值变小 | D． | 电压表和电流表的示数都变小 |
| A． | 你所在考场的温度为50℃ | B． | 你答题所用2B铅笔的质量约8 g | ||
| C． | 你正常呼吸一次所用时间约1 min | D． | 你考试所用答题卡的宽度约30 dm |
如图是一个弹簧门的示意图，相当于一个杠杆，弹簧的作用是当人进门后，它的拉力自动将门关闭，在开门时它起到阻力的作用．已知将门推到如图所示的位置时，推力F与门面垂直，它的力臂是0.8m，弹簧产生的阻力是120N，力臂是0.2m，此时推力F为30 N．弹簧拉力在门关闭的过程中，弹簧的弹性势能转化为门的动能．
当今太阳能热水器己经非常普遍了，如图所示．己知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里，能将8℃、100kg水加热到38℃．求：（水的比热容为4.2×103 J/（kg•℃） | A． | 玻璃棒上的质子转移到金属箔上 | B． | 玻璃棒上的电子转移到金属箔上 | ||
| C． | 金属箔上的质子转移到玻璃棒上 | D． | 金属箔上的电子转移到玻璃棒上 |
如图所示是做“观察水的沸腾”实验时：