题目内容
如图甲所示是一种常见的电热水袋,图乙是它的结构示意图,其性能指标如下表所示.
额定电压 | 额定加热功率 | 指示功率 | 袋内充水 | 自动断电温度 |
220V | 500W | ≤0.2W | 1kg | 65℃ |
(1)由题意可知,红色指
示灯L的电阻比发热体R的电阻要 (选填“大”或“小”)得多;
(2)为了使用电热水袋更加安全,有的电热水袋里使用双重温控开关保护,也就是把两个温控开关 (选填“串联”或“并联”)起来使用;
(3)当热水袋原来的温度是15℃时,在额定电压下加热10min指示灯就熄灭了,则此过程中水吸收的热量是 J,电热水袋的发热效率为 .[c水=4.2×103J/(kg?℃)].
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试题分析:(1)由图可见,红色指示灯L和发热体R是并联的,两电阻两端的电压相等,根据公式P=
分析两电阻阻值的大小;
(2)两开关串联时,相互影响,必须都闭合电路才能工作,并联时,互不影响,闭合任何一个都能使电路工作;
(3)根据热量的计算公式Q=cm△t计算出水吸收的热量,根据W=Pt计算出消耗的电能,根据η=
×100%就可以求出电热水袋的发热效率.
(1)由图可见,红色指示灯L和发热体R是并联的,两端电压相等,发热体的功率要比指示灯的功率大得多,根据电功率的计算P=
,在电压U相等的情况下,功率P大的,电阻R反而小,因此发热体的电阻要小于指示灯的电阻.
故答案为:大.
(2)因为电热水袋里使用双重温控开关,也就是说只有这两个开关都闭合时,电热袋才可以工作,因此这两个开关是串联的.
故答案为:串联.
(3)热水袋中的水的质量m=1kg,温度从15℃升高到65℃,此过程中水吸收的热量是
Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(65℃﹣15℃)=2.1×105J.
消耗的电能是
W=Pt=500W×10×60s=3×105J
则该电热水袋的发热效率为η=
×100%=
×100%=70%.
为了节能,正明中学为教室安装了光控照明系统,有效地避免了“长明灯”的现象.光控系统用光敏电阻控制,光敏电阻的阻值随着光的照度改变而发生变化的元件(光越强,照度越大,照度的单位为lx).某光敏电阻Rp在不照度下的阻值如下表:
照度/lx | 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 |
电阻/kΩ | 75 | 40 | 28 | 23 | 20 | 18 |
⑴ 根据表中数据,请在图(1)坐标系中描绘出光敏电阻阻值随照度变化的图线.其阻值随照度变化的规律是 ;
⑵ 如图(2)所示,当1、2间电压上升至4V时,控制电路自动启动照明电路.请利用所给器材在图(2)虚线框内设计一个电路,给1、2两端提升电压,并要求当开天色渐暗照度至降1.0(lx)时,照明电路启动.(控制电路对你所设计的电路无影响).
器材:电源(电压为6V),开关S及导线若干,其它器材如下表.
器材 | 电路符号 | 规格及说明 |
光敏电阻 |
| 题 ⑴ 中的光敏电阻Rp |
电阻箱 |
| 阻值可调、可读出 |
在你所设计的电路中,电阻箱的阻值应调到 _________ kΩ;
⑶ 某同学在对所设计的电路进行调试时,发现照明电路过早启动.请你理出一个可行的解决办法: .
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在探究“影响电流热效应的因素”实验中:
(1)为了探究电热器产生的热量与电流的关系,小明设计了甲图装置,在烧瓶内安装一根电阻丝,并插入一支温度计,通过比较烧瓶内液体的温度变化,来判断相同时间内不同电流产生的热量多少,这种研究方法叫 .若他想让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显,应选用 (选填“煤油”或“水”),理由是 .
(2)小明先测量烧瓶内液体的温度后,闭合开关,通电30s再测量烧瓶内液体的温度,得到温度的升高量填入表中;然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小,重复上述操作,获得第二组数据(见表).
| 实验次数 | 电流/A | 通电时间/s | 电阻/Ω | 温度升高量/℃ |
| 1 | 0.3 | 30 | 10 | 1.5 |
| 2 | 0.6 | 30 | 10 | 6.0 |
由此得出:同一导体,在通电时间相等时,电流 ,其产生的热量 .
(3)若要探究电热器产生热量与电阻的关系,应保持电流和通电时间相等,同时选择乙图中 (选填“A”或“B”)烧瓶与甲图中的烧瓶 (选填“串联”或“并联”).
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