题目内容
13.物理科代表和班长就放学后是否关教室里的饮水机的问题发生争执,班长认为不应关机,因为第二天重新开机给冷水加热既费时又会消耗更多的电能;物理科代表认为应该关机,理由是饮水机在放学后从17:00到第二天08:00共15h期间会间歇性加热,白白消耗电能,反复加热的水也不利于身体健康.次日早晨,他俩先观察到饮水机有加热和保温两个档位,铭牌数据如表.然后启动饮水机,将热水箱中的30℃的冷水加热到90℃,用时10min.他俩继续观察,发现保温28min后加热器会重新加热,2min后又回到保温状态.(饮水机始终在额定电压下工作)
| 水桶容量 | 20L |
| 热水箱水量 | 1kg |
| 额定电压 | 220V |
| 加热功率 | 500W |
| 保温功率 | 50W |
(2)将热水箱中30℃的冷水加热到90℃消耗的电能是多少?
(3)通过计算比较谁的做法更节能.(假设放学时饮水机刚好进入保温状态,工作过程中间歇加热的规律不变;如果放学时关闭饮水机,班长会在第二天早上7:50打开.)
分析 (1)知道饮水机的保温功率和电压,根据P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出饮水机保温时电路的总电阻;
(2)知道饮水机的加热功率和将热水箱中的30℃的冷水加热到90℃的工作时间,根据W=Pt求出消耗的电能;
(3)由题知“发现保温28min后加热器会重新加热,2min后又回到保温状态”可知,间歇加热的规律:每半小时保温28min、加热2min,那么15h,保温28×30min、加热2×30min,知道加热功率和保温功率,利用W=Pt求消耗的电能和(2)比较得出结论.
解答 解:(1)由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得,饮水机保温时电路的总电阻:
R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{保温}}$=$\frac{(220V)^{2}}{50W}$=968Ω;
(2)启动饮水机,将热水箱中的30℃的冷水加热到90℃,用时10min,
由P=$\frac{W}{t}$可得,饮水机加热时消耗的电能:
W=P加热t=500W×10×60s=3×105J;
(3)关机时,结合题意和2小题数据可知,第二天饮水机消耗的电能:W=3×105J;
不关机时,保温28min后加热器会重新加热,2min后又回到保温状态,如此循环,
所以,每半小时保温28min、加热2min,那么15h有30个30min,
则保温时间t保温=28min×30=840min=50400s,加热时间t加热=2min×30=60min=3600s,
所以,保温消耗的电能:W1=P保温t保温=50W×50400s=2.52×l06J,
加热消耗的电能:W2=P加热t加热=500W×3600s=1.8×l06J,
15h消耗的总电能:W总=W1+W2=2.52×l06J+1.8×l06J=4.32×l06J,
因W总>W,
所以,关机时更节能,即物理科代表的做法更节能.
答:(1)饮水机保温时电路的总电阻是968Ω;
(2)将热水箱中30℃的冷水加热到90℃消耗的电能是3×105J;
(3)物理科代表的做法更节能.
点评 本题考查了学生对电功率公式、电功公式的掌握和运用,正确的计算饮水机不关时加热和保温时间是关键,与生活实际相联系,属于中考常见题型.
| A. | 大于2f | B. | 等于f | C. | 小于f | D. | 大于f,小于2f |
| A. | 雾凇的形成 | B. | 河水结冰 | C. | 樟脑丸逐渐变小 | D. | 露珠的形成 |
(1)实验过程:“测食用油密度”的实验,其小组同学对她的实验进行了评估与交流.
a.小玲同学看到水平桌面上天平如图所示,指针指到分度盘中央了,于是,立即将空烧杯放在天平左盘开始测量.组长小莉同学马上给她提示“等等,天平还未调好”.小玲同学明白了,接下来她将游码调到横梁标尺的零刻度线处,再调节平衡螺母,使指针指在分度盘中线处;
b.用已调节平衡的天平测出空烧杯的质量m1;
c.向烧杯内倒入适量食用油,测出烧杯和食用油的总质量m2;
d.把烧杯内的食用油全部倒入量筒内,读出量筒内食用油的体积为V;
e.测得的食用油密度的表达式是:ρ油=$\frac{{m}_{2}{-m}_{1}}{V}$.
(2)小峰同学认为小玲同学操作过程还存在问题,猜想油倒入量筒内,倒不干净,会影响实验结果.于是,大家在各种规格的烧杯中倒入适量的食用油,放置一会儿,将全部的油沿杯口倒出,得到如表数据:
| 烧杯规格/mL | 500 | 250 | 100 | 50 |
| 空杯质量/g | 146 | 100 | 46 | 34.5 |
| 油被倒掉后烧杯的质量/g | 151 | 103 | 48.5 | 35.8 |
(3)为了减小实验误差,老师给出了以下实验步骤的建议:
a.用已调节平衡的天平测出烧杯和食用油的总质量m;
b.把烧杯内的食用油适量倒入量筒内,读出量筒内食用油的体积为V;
c.用天平测出烧杯及剩余油的总质量m′.请写出信用油的密度的表达式:ρ油=$\frac{m-m′}{V}$.
| A. | 电风扇工作时,发生的能量转化主要是电能转化为内能 | |
| B. | 电动汽车在加速启动的过程中,发生的能量转化主要是电能转化为机械能 | |
| C. | 干电池向外供电时,在电池内部发生的能量转化主要是电能转化为化学能 | |
| D. | 太阳能发电站发电时,发生的能量转化主要是太阳能转化为内能 |
| A. | 洗衣机的金属外壳安装接地线 | B. | 使用绝缘层破损的电线 | ||
| C. | 用湿抹布擦拭正在工作的台灯 | D. | 用绝缘棒挑开通电的裸导线 |
| A. | 速度与路程程正比 | B. | 速度与时间成反比 | ||
| C. | 速度决定于通过的路程和时间 | D. | 速度不随时间和路程而变化 |