题目内容
4．如图甲所示一种家用调温式电熨斗，工作过程中电源电压恒为220V，电熨斗金属底板质量为500g．图乙是它的工作电路，发热部分由调温电阻R和阻值为110Ω的定值电阻R0组成（电阻值均不受温度影响）．调温电阻最大阻值为110Ω，预热时电熨斗以最大功率正常工作110s可使金属底板的温度由20℃升高到220℃[金属底板的比热容为0.44×103J/（kg•℃）]，则
（1）以最大功率预热时的加热效率是多大？
（2）电熨斗调温过程中，电路中的最小电流是多少？
（3）以最小功率工作10min消耗的电能是多少？
分析 （1）已知电熨斗金属底板的质量、初温、末温以及比热容，根据Q吸=cm（t-t0）求出预热时金属底板吸收的热量；当调温电阻接入电路中的电阻为0Ω时，电路中的总电阻最小，电熨斗的功率最大，根据W=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{0}}$t 求出工作110s消耗的电能；利用公式η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$计算加热效率；
（2）当调温电阻接入电路中的电阻最大时，电路中的总电阻最大，电流最小；根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的最小电流．
（3）已经求出了电路中的最小电流（此时电熨斗的功率最小），利用公式W=UIt计算此时电熨斗消耗的电能．
解答 解：（1）预热时金属底板吸收的热量：
Q吸=cm（t-t0）=0.44×103J/（kg•℃）×0.5kg×（220℃-20℃）=4.4×104J；
当调温电阻接入电路的阻值为0Ω时，只有定值电阻R0连入电路，总电阻最小，电熨斗的功率最大；
以最大功率正常工作110s消耗的电能：
W=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{0}}$t=$\frac{（220V）^{2}}{110Ω}$×110s=4.84×104J；
以最大功率预热时的加热效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$=$\frac{4.4×1{0}^{4}J}{4.84×1{0}^{4}J}$×100%≈90.9%．
（2）当调温电阻接入电路中的电阻R=110Ω时，总电阻最大，电路中的电流最小；
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，此时电路中的总电阻：R总=R+R0=110Ω+110Ω=220Ω，
则电路中的最小电流：
I最小=$\frac{U}{{R}_{总}}$=$\frac{220V}{220Ω}$=1A．
（3）以最小功率工作10min消耗的电能：
W′=UI最小t′=220V×1A×10×60s=1.32×105J．
答：（1）以最大功率预热时的加热效率是90.9%；
（2）电熨斗调温过程中，电路中的最小电流是1A；
（3）以最小功率工作10min消耗的电能是1.32×105J．
点评 本题考查了吸热公式、能量转化效率、串联电路的特点、欧姆定律、电功和电功率公式的综合应用，明确电熨斗的最大和最小功率时电路中的连接方式是关键．
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液体温度计是利用测温液体热胀冷缩的性质来测量温度的．其中，规定0℃是冰水混合物的温度，100℃是指标准大气压下水沸腾时的温度．如图所示，温度计分度值为1℃．甲温度计的示数为8℃；乙温度计的示数是-3℃．
小明在做“探究电流与电阻关系”的实验时，选择了两节蓄电池（电压共6V）、阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻R1、R2、R3，最大阻值为20Ω的滑动变阻器R及其他有关器材．
气凝胶，一种多孔状、类似海绵结构的硅元素固体，孔状内有99.8%的空间，这种新材料密度仅为3mg/cm3，看似脆弱不堪，其实非常坚固耐用，最高能承受1400℃的高温，因为它耐磨且富有弹性，所以很多职业登山者登山时所穿的鞋子都是用气凝胶制成的，请根据你对气凝胶性质的理解，判断下列说法中不可能的是（ ）| A． | 宇航员们将可以穿上用它制造的宇航服 | |
| B． | 是吸附水中污染物的非常理想的材料 | |
| C． | 单纯的气凝胶具有很强的导热性 | |
| D． | 气凝胶制成的网球拍击球的能力会更强 |
“擦窗机器人”的质量为2kg，它的“腹部”有吸盘，当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时，它能牢牢地吸在竖直玻璃上．（g取10N/kg）| A． |  图中说明物体所受的重力与它的质量成正比 | |
| B． |  表示以5m/s速度作匀速直线运动 | |
| C． |  图中警示我们：一个多世纪以来人类能源消耗急剧增长 | |
| D． |  图中告诉我们电阻值固定不变 |