题目内容

5．如图所示是某品牌的电热饮水机的电路简图，表格中是该饮水机的相关参数．
电热饮水机
型号XF-LS22额定加热功率1210W
容积1.0kg额定保温功率40W
额定电压220V额定频率50Hz
（1）判断当开关S1和S2均闭合时，饮水机处于加热状态还是保温状态？（写出判断的过程和依据的公式）
（2）若用电高峰时饮水机两端电压为200V，则加热时的实际功率是多少？
（3）在用电高峰时将饮水机内的1kg的水从25℃加热到95℃时需要多长时间【饮水机的加热效率为70%，水的比热容G水=4.2×103J/（kg•℃）】？

分析 （1）分析开关S1和S2均闭合时的电路组成及电阻关系，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析哪种情况电功率大，电功率大的为加热状态，电功率小的为保温状态；
（2）当开关处于闭合状态时，饮水机处于加热状态，由电功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出电阻阻值，再根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出实际功率；
（3）由热量公式求出水所吸收的热量，根据加热效率求出需要消耗的电能，最后由功率公式的变形公式求出加热时间．

解答 解：（1）当开关S1闭合，S2断开时，电阻R1和电阻R2串联，此时电路总功率P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$，
当开关S1 和S2都闭合时，电阻R2被短路，只有R1接入电路，此时电路总功率P′=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$，
因为P＜P′，所以当开关S1和S2均闭合时，饮水机处于加热状态；
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得：
加热时的电阻值：
R1=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加热}}$=$\frac{（220V）^{2}}{1210W}$=40Ω，
当用电高峰时饮水机两端电压为200V时，实际功率：
P实=$\frac{{U}_{实}^{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{（200V）^{2}}{40Ω}$=1000W；
（3）水吸收的热量：
Q=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×1.0kg×（95℃-25℃）=2.94×105J，
由η=$\frac{Q}{W}$得：
消耗的电能：
W=$\frac{Q}{η}$=$\frac{2.94×1{0}^{5}J}{70%}$=4.2×105J，
由P=$\frac{W}{t}$得：
加热时间：
t=$\frac{W}{{P}_{实}}$=$\frac{4.2×1{0}^{5}J}{1000W}$=420s．
答：（1）当开关S1和S2均闭合时，饮水机处于加热状态；
（2）加热时的实际功率是1000W；
（3）水从25℃加热到95℃时需要420s．

点评 本题考查学生对实际用电器电功率的分析以及运用电功率公式结合欧姆定律计算相关物理量的能力，对学生来说有一定拔高难度．

练习册系列答案
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15．小明在探究“浮力的大小与什么因素有关”实验中，利用一个金属圆柱体、弹簧测力计和烧杯等器材进行了如图1所示的探究．

（1）图1中金属圆柱体在浸入液体中时测力计的示数变小，说明了物体受到的浮力方向竖直向上；
（2）比较A、B、C、D图能说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关；比较D、E图能说明物体排开相同体积的液体时，所受浮力大小与液体密度有关；比较E、F图能够说明物体浸没在同种液体中，所受浮力大小与深度无关．
（3）实验结束后，小明绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入水中深度变化的曲线，如图2所示．（ρ水=1.0×103kg/m3，取g=10N/kg）分析图象可知：
①曲线a（选填“a”或“b”）描述的是金属圆柱体所受浮力的变化情况．
②该金属圆柱体所受的重力为2.7N，金属圆柱体的密度为2.7×103kg/m3．
③实验时应先测金属圆柱体的重力，再放入水中测浮力．改变操作先后顺序会使浮力的测量结果偏大（选填“偏大”或“偏小”）．
16．下列关于电磁的四幅图说法正确的是（　　）
A．甲图的实验说明通电导体在磁场中受到力的作用
B．乙图的温度报警器，若将温度计上端的金属丝向下调整，报警温度降低
C．丙图是电动机的主要结构示意图
D．丁图中麦克风的原理和发电机相同
13．枪战片中经常看到的“消声手枪”也不可能是完全无声，只是将声音的响度（选填“音调”“响度”或“音色”）尽量降低．
20．学习物理后，小明了解了许多平常不知道的常识，下列关于物理和生活常识的认识中正确的是（　　）
A．小明用力推汽车但没推动，因为小明付出了努力，所以小明对汽车做了功
B．开关接在火线上或零线上都能控制灯泡的亮与灭，所以开关接在火线或零线上都可以
C．太阳能路灯中使用的太阳能电池是将太阳能转化为电能
D．热传递过程中温度高的物体把温度传递给温度低的物体
10．如图情境中，最下面的棋子被尺快速打出．下列说法正确的是（　　）
A．下面的棋子被打出后，仍受到尺的作用
B．下面的棋子被打出去，说明力是物体运动的原因
C．上面的棋子将落在正下方，是由于受到惯性的作用
D．上面的棋子将落在正下方，是由于惯性且受到重力的作用
17．小明利用如图所示的器材与操作来证明“气体压强跟流速的关系”，他应从倒置的漏斗口向上吸气或向下吹气（选填“向上吸气”或“向下吹气”），进而根据现象得出气体流速越大，压强越小的结论．
14．从2015年10月1日起，国内1.6L排量及以下汽车购置税减半征收，受该政策刺激，国庆期间，河南省小排量汽车备受追捧，表是同一品牌的小排量和大排量两款车的部分技术参数，请回答下列问题．（g=10N/Kg）
车型20T前驱精英型28T四驱精英型
排量（L）1.52.0
装备质量（kg）15751800
座位数55
百公里耗油（L）6.68.8
油箱容积（L）6666
最高速度（km/h）190210
（1）若两车都行驶10000km，小排量汽车比大排量汽车节约多少升油？
（2）若车轮与路面的总接触面积为0.1m2，小排量汽车静止时对水平路面的压强是多少？
（3）若小排量汽车在水平面路面匀速行驶1.0×104m的过程中，牵引力所做功为2×106J，该车匀速行驶受到的阻力是多少？
（4）你认为小排量汽车有哪些优点？请写出两点．
15．如图所示，一束平行光入射到光滑的圆球表面，其中一条光线射向球心O，反射后原路返回．请做出另一条光线的法线和反射光线．

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