题目内容

7．家用电熨斗的电路如图甲所示，发热部分由调温电阻R和定值电阻R0组成，调温电阻R是可变电阻，其最大阻值为110Ω．该电熨斗电路额定电压为220V，最大功率为440W．电阻值均不受温度影响．求：

（1）电熨斗发热功率最大时的工作电流．
（2）定值电阻R0的阻值是多大？
（3）该电熨斗工作时的最小功率多大？
（4）假设电熨斗每秒钟散发的热量Q跟电熨斗温度t的关系如图乙所示，请分析当电熨斗工作温度达到180℃时，可变电阻R连入电路的阻值大小．

分析 （1）根据I=$\frac{{P}_{最大}}{U}$求最大电流；
（2）当R为0时，电熨斗电流最大，根据R0=$\frac{U}{I}$求定值电阻；
（3）根据电功率的计算公式，当R最大时，电熨斗电功率最小；
（4）根据图象找出180°C对应的电热，根据Q=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{串}}$t，求可变电阻的大小．

解答 解：（1）当电熨斗为最大功率为440W时，其最大电流I=$\frac{{P}_{最大}}{U}$=$\frac{440W}{220V}$=2A；
（2）由I=$\frac{U}{R}$知，当电路中电流最大时，电路的总电阻最小，即当R为0，电路中只有定值电阻R0时，电路中电流最大，所以，定值电阻R0=$\frac{U}{I}$=$\frac{220V}{2A}$=110Ω；
（3）当R最大时，电熨斗工作时的最小功率P最小=${\frac{U}{{R}_{0}}}^{2}$=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{0}+{R}_{最大}}$=$\frac{（220V）^{2}}{110Ω+110Ω}$=2W；
（4）根据图象，180°C对应的电热Q=400J，根据Q=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{串}}$t，R串=$\frac{{U}^{2}}{Q}$t=$\frac{（220V）^{2}}{400J}$×1s=121Ω，根据串联电路电阻的特点，R串=R0+R′，可变电阻R′=R串-R0=121Ω-110Ω=11Ω．
答：（1）电熨斗发热功率最大时的工作电流为2A；
（2）定值电阻R0的阻值是110Ω；
（3）电熨斗工作时的最小功率为2W；
（4）当电熨斗工作温度达到180℃时，可变电阻R连入电路的阻值为11Ω．

点评 本题关键是根据相应的公式讨论满足最大值和最小值的条件，熟练运用串联电路的特点和欧姆定律解决有关问题．

练习册系列答案
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17．如图所示，若S1、S2同时断开，灯L1、L2、L3是串 联的；若只闭合S1，能亮的灯是L1．白炽灯是利用电流热效应来工作的．
18．根据大气压强的知识完成下列问题：
（1）做托里拆利实验的几个步骤如下，其正确的排列顺序是：CDEBA
A．将堵住管口的手指移开
B．将玻璃管倒立在水银槽中
C．取一根l米长左右的玻璃管
D．在玻璃管中装满水银
E．用一个手指堵住玻璃管口
（2）在做托里拆利实验时，测得水银柱的竖直高度为76cm，真空部分长20cm，下面说法正确的是D
A．如果改用2m长的管子做实验，则真空部分的长度为40cm
B．如果改用一根粗一些的管子做实验，则水银柱的高度低于76cm
C．如果管子长度小于76cm，则水银柱的高度将小于管子的长度
D．如果改用水来代替水银，那么管子的高度至少要10.3m．
15．小雷想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关．于是找来额定电流均小于0.6A，额定电压是2.5V的灯L1和额定电压是3.8V的灯L2，先后接在电源电压恒为6V的电路中，按照如图所示的电路开始探究．
（1）请你用笔画线代替导线，根据图甲所示的电路图，将图乙所示实物图连接完整．

（2）小雷正确连接并按规范调节电路后，闭合开关，滑片P向A（选填“A”或“B”）端移动，使灯L1发光，测出灯L1的相关物理量，记录和计算结果如表：
次数电压/V电流/A实际功率/W电阻/Ω
11.60.200.328.00
22.50.240.6010.42
32.80.260.7310.77
（3）小雷注意到灯L1的亮度变化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮．结合表中数  据得出的结论是小灯泡越亮，它的实际功率越大．
（4）用灯L2替换灯L1重复上面的实验时，需要改变电压表的量程，发现灯L2的亮度变化规律与灯L1相似．
（5）小雷在实验结束后与同学们讨论：
①有同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确．”这种说法错误的原因是小雷忽略了温度对小灯电阻的影响．
②有同学认为“把灯L1换成定值电阻，该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系．”你认为这种说法正确（选填“正确”或“错误”）．
2．一艘集装箱货轮载满货物后，从常州港出发驶向山东日照港，在长江口进入大海的过程中，货轮（　　）
A．所受浮力增大B．所受浮力减小
C．撑开水的体积减小D．轮船上浮一些
12．如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“5V 2.5 W”的字样，滑动变阻器R1的最大阻值为60Ω，定值电阻R2的阻值为20Ω，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A，灯丝电阻不随温度变化，求：
（1）小灯泡L正常发光时的阻值为多少？
（2）当S1、S2和S3都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a点时，小灯泡L恰 好正常发光，此时定值电阻R2的电功率为多少？
（3）保证电路安全时，该电路消耗的最小电功率．
19．大家知道，接触的两个物体相互挤压，就会产生压强，小丽和小梅想：把一些水倒进容器里，由于水具有流动性，在重力作用下水的不同部分之间也会相互挤压，那么，液体内部是否也会产生压强呢？针对这一问题，他们分别提出了自己的猜想．
小丽的猜想：液体内部可能会产生向下的压强．
小梅的猜想：液体内部可能会产生向各个方向的压强．
（1）小丽为了验证自己的猜想，利用一个两端开口的玻璃管、橡皮膜和水做了如图甲所示的实验．实验证明：液体会产生向下的压强．
小梅说：“再有一盆水，我直接使用你的装置就能验证液体会产生向上的压强．”小梅的做法是：将玻璃管中的水倒掉，把玻璃管带橡皮膜（选填“开口”或“带橡皮膜”）的一端竖直向下插入水盆中，她观察到的现象是：橡皮膜向内凹．
（2）受小梅启发，小丽说：“不用橡皮膜我也能验证液体会产生向上的压强．”于是，小丽快速取下橡皮膜，将一张薄卡片放在玻璃管的下面并把玻璃管插入水中，看到薄卡片被水向上压在玻璃管口而不掉落，如图乙所示．小梅却说：“你的这个实验虽然能够表明水对薄卡片产生了向上的压强，但不如我的实验好．”
小梅这样说的理由是：橡皮膜的凹凸程度可以体现液体压强的大小．
（3）经过讨论她们发现，其实用一盆水和一个透明塑料瓶，稍加处理就能验证她们的全部猜想．她们的做法是：将透明塑料瓶底部和侧壁的不同部位扎几个孔，瓶中倒上水，可以看到侧壁和底部都有水喷出．．
16．我市一辆纯电动客车铭牌上部分参数如表格所示．某次搭载乘客时车与人的总质量为15000kg，假设车在额定功率下以20m/s的速度沿水平路面匀速行驶20min，所受阻力为车与人总重力的0.02倍（g取10N/kg，大气压强为1×105Pa）．求：
核定载客人数57
电动机额定功率90kW
电动机额定电压600V
电池容量600Ah
（1）电动机的额定电流；
（2）该过程客车消耗的电能；
（3）该过程中客车将电能转化成机械能的效率；
（4）该车搭载了如图所示的弹弓式安全锤，利用两个吸盘将安全锤固定在玻璃窗的边缘，紧急情况下，使用者像拉动弹弓一样将锤头向后拉，释放后击破玻璃．若吸盘的直径为4厘米，为保证安全锤能正常使用，则拉开锤头时允许施加的最大拉力为多少？
17．汽车发动机常用水做冷却剂，主要是因为水的（　　）
A．比热容较大B．比热容较小C．密度较大D．密度较小

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