题目内容

9．随着科技进步，电饭煲、电烤箱等利用电热器工作的家用电器在家庭生活在红越来越被普遍使用．如图是一个电热器的工作原理图，电热器内有两个阻值分别为R1=R0和R2=2R0的电热丝；旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的边缘依次有0，1，2，--9共10个金属触点；可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将相邻的触点连接．如旋钮上的箭头指向图中位置D时，金属滑片将2、3触点接通，同时另一端将7、8触点接通．用这个旋转开关可以实现电热器有多档位工作的要求．

将此电热器接入家庭电路中，这个电热器可以多个不同加热档位．已知家庭电路电压为U，请你完成：
（1）当此电热器接入家庭电路中，它与同时工作的日光灯是并联连接．（选填“串联”或“并联”）
（2）计算此电热器在正常工作时的最大功率、最小功率和空挡时的功率，并说明这三个档位中其中的任意两个档位旋转开关的箭头指向的位置．

分析 （1）家庭电路中，为了避免用电器工作时相互影响，都采用并联连接的方式；
（2）根据P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，电压不变，当电路中的电阻最大时，则电功率最小，反之当电阻最小时，电功率最大，据此分析．

解答 解：（1）家庭电路，用电器之间的工作是互不影响的，因此日光灯与电热器是并联的；
（2）由图可知，电路中有两个电阻R1与R2，其中R2=2R1=2R0，
当旋纽上的箭头指向图中位置A或F时，R1与R2并联接入电路时，电路总电阻最小为R并，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，此时电路总功率最大，
$\frac{1}{{R}_{并}}$=$\frac{1}{{R}_{1}}$+$\frac{1}{{R}_{2}}$=$\frac{1}{{R}_{0}}$+$\frac{1}{2{R}_{0}}$=$\frac{3}{2{R}_{0}}$，
解得：R并=$\frac{2}{3}$R0，
最大总功率：P最大=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{并}}$=$\frac{{U}^{2}}{\frac{2}{3}{R}_{0}}$=$\frac{3{U}^{2}}{2{R}_{0}}$；
当旋纽上的箭头指向图中位置C或H时，R1与R2串联接入电路时，电路总电阻最大为R串，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，此时电路总功率最小，
R串=R1+R2=R0+2R0=3R0，
最小总功率：P最小=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{串}}$=$\frac{{U}^{2}}{3{R}_{0}}$；
由图可知，当旋纽上的箭头指向图中位置E或J时，电路中没有电流，为空档，接此档时功率为零．
答：（1）并联；
（2）当旋纽上的箭头指向图中位置A或F时，电热器的最大功率为$\frac{3{U}^{2}}{2{R}_{0}}$；当旋纽上的箭头指向图中位置C或H时，电热器最小功率为$\frac{{U}^{2}}{3{R}_{0}}$；当旋纽上的箭头指向图中位置E或J时，空挡时的功率为零．

点评 本题考查了电阻串联特点和并联特点以及电功率的计算，关键是公式及其变形式的灵活运用，难点是选择档位变化时电路串并联的辨别和读懂题意、联系题目的信息进行相关计计算．

练习册系列答案
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13．小鹏将苹果放入烧杯并组件逐渐向烧杯中加水，看到如图所示的情景：

（1）比较A、B、C图可知：图A中苹果受到的浮力最小，从图B或C可以判断苹果的密度小于（选填“大于”、“等于”或“小于”）水的密度；
（2）分析B、C两图可知：浮力大小与烧杯中水的多少无关（选填“有关”或“无关”）；
（3）如图A中，随着加入烧杯水量的增加，烧杯底部受到水的压力变大，烧杯底部受到苹果的压力变小（选填“变大”或“变小”）
（4）小鹏又拿来一个装了水（水足够多）的大量筒，水的体积为V1，借助这个量筒测出了苹果的密度：
①在C图中，他轻轻取出苹果，将量筒中的水倒入烧杯中，当烧杯中的水被填满时，量筒中剩余水的体积为V2，则苹果的质量表达式：m=ρ水（V1-V2）；（用物理符号表示）
②小鹏用针把苹果完全压入盛满水的烧杯中，水从烧杯中溢出后，再取出苹果，并继续将量筒的水倒入烧杯中，当烧杯中的水再次被填满时，量筒中剩余水的体积为V3；
③苹果密度的表达式：ρ=$\frac{{ρ}_{水}（{V}_{1}-{V}_{2}）}{{V}_{2}-{V}_{3}}$．（用物理符号表示）
（5）如果把C图中的水换成盐水，苹果受到的浮力不变（选填“变大”或“变小”）
20．如图所示，放在桌面上的一个瓶子，内部剩有饮料，瓶口塞紧倒过来时，则水对容器底面的作用情况是（　　）
A．压强减小，压力增大B．压强减小，压力减小
C．压强增大，压力增大D．压强增大，压力减小
17．汽车在急刹车时，它的动能将变小（选填“变小”、“不变”或“变大”）．在此过程中，刹车片温度将会升高，这主要是通过做功的方式使其内能变大（选填“变小”或“变大”）．
4．在探究杠杆平衡条件的实验装置中，发现右端高，应将杠杆的平衡螺母向右调节，使杠杆平衡在水平位置，这样做的好处是便于测量力臂．此后在整个实验过程中不要（填要或不要）再旋动平衡螺母．在实验中得到如下两组数据：
实验序号动力F1/N动力臂L1/m阻力F2/N阻力臂L2/m
140.420.2
220.1640.08
这两组数据中，实验序号为1的一组数据肯定有错误．经检查，发现是测量动力臂时读数错了，应该是0.1．通过实验探究得到杠杆平衡条件的是F1L1=F2L2．
14．某会议室里安装了100只相同的LED节能灯，这些灯全部正常发光2h，且无其他用电器工作，电能表的示数由变为．则每一只LED灯消耗的电能是79200J，已知每只灯的额定电压为220V，则通过每只灯泡的电流为0.05A．
1．下列对声现象的解释正确的是（　　）
A．月球上没有空气，宇航员只能通过无线电交谈，说明真空不能传声
B．我们能分辨出不同乐器发出的声音，是因为它们的响度不同
C．利用声呐探测海底的深度，是因为声音可以传递能量
D．摩托车上安有消声器，这是在传播过程中减弱噪声
18．我国古代劳动人民有许多智慧成果，有关其所涉及物理知识的说法，正确的一组是（　　）
①孔明灯在上升过程中，只受重力
②司南能够指南北是利用了磁体受地磁场的作用
③紫砂壶不是连通器
④正在发声的编钟一定在振动．
A．①③B．②③C．①④D．②④
19．小琳在厨房观察妈妈做饭时，联想到许多物理知识，其中正确的是（　　）
A．洗碗布表面粗糙，是为了增大摩擦
B．切菜刀的刀刃很薄，是为了增大对菜的压力
C．挂勺子用的塑料挂钩的吸盘能贴在墙上，是因为吸盘具有吸力
D．有风吹过时，厨房的窗帘被“吸”向窗外，是因为空气流速大的地方压强大

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