题目内容
【题目】某同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时,选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热.他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像如图所示. 已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),酒精的热值是3.0×107J/kg, 加热时每只酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精.那么请问:
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(1)加热满2min时,水吸收了多少热量?
(2)给水加热2min时间,消耗的酒精如果完全燃烧将放出多少热量?
(3)试求出沙子的比热容?
【答案】4.2×104J ;4.8×104J ;0.91×103J/(kg·℃).
【解析】
从图象可知,加热满2min,水的温度从20℃上升到70℃,从而可知和水的温度变化,已知水的质量和比热容,可利用公式:Q吸=cm△t计算水吸收的热量.已知酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精,便可以计算出给水加热2min时间消耗的酒精,已知酒精的热值,可利用公式Q放=mq计算热量.相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量,所以2min水和沙子吸收的热量也相同,由图a得出沙子温度的变化量,再根据
计算沙子的比热容.
(1)水的比热容大,故由b图象可知,水的温度从20℃上升到70℃,加热满2min时水吸收的热量:
Q水吸=c水m水△t水=4.2×103J/(kg℃)×0.2kg×(70℃-20℃)=4.2×104J.
(2)由题意可知酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精,加热2min时间消耗的酒精为;
m=0.8g×2=1.6g=1.6×10-3kg,
放出的热量为
Q放=mq=1.6×10-3kg×3.0×107J/kg=4.8×104J.
(3)∵相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量,∴在2分钟的时间内
Q沙吸=Q水吸=4.2×104J,
又∵加热满2min,沙子的温度从20℃上升到250℃,
△t沙=250℃-20℃=230℃,m沙=200g=0.2kg,
故得:
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【题目】下图甲为新型风暖浴霸,因其安全性能好、发热柔和,深受大家喜爱。它是利用电动机鼓动空气流动,通过加热元件加热冷空气带动室内升温。图乙是某型号风暖浴霸的简化电路图,其发热元件是两根阻值不变的电热丝R1、R2,主要参数如下表。
项目 | 参数 |
额定电压(V) | 220 |
R1 额定功率(W) | 1936 |
R2 额定功率(W) | 968 |
电动机功率(W) | 44 |
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(1)开关均闭合,求浴霸正常工作时的干路电流是多少?
(2)正常工作时,求R1的阻值是多少?
(3)实际电压为200V时,求R2的实际功率是多少?
【题目】小亮在做测量小灯泡电阻的实验中,连接了如图所示的实物图,所用小灯泡正常发光时两端电压为2.5 V。
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(1)闭合开关,若发现灯泡不亮,电流表指针几乎不偏转,电压表示数接近电源电压,则电路故障可能是___________;若发现灯泡不亮,电流表有较大示数,电压表示数为零,则故障的原因是___________。
(2)闭合开关,若发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来应进行的操作是___;
(3)排除故障后,小亮分别测出小灯泡的几组电压和电流值,记录在表格中,
实验次数 | 1 | 2 | 3 |
U/V | 2.0 | 2.5 | 2.8 |
I/A | 0.22 | 0.25 | 0.26 |
R/Ω |
(3)分析表中数据可以得出:小灯泡正常发光时的电阻为 ________Ω;灯泡的电阻是变化的,你认为影响其变化的主要因素是__________。
(4)完成上述实验后,小亮看到滑动变阻器的铭牌模糊不清,于是想测量滑动变阻器的最大阻值Rx。他找来一个已知阻值为R0的定值电阻替换了灯泡,同时撤去了电流表,并利用余下的器材(电压未知的电源、量程合适的电压表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干),在不改动电压表位置及连线的情况下,很快测出了Rx的大小,小亮设计的电路图。
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如图所示,请你结合电路图将实验过程及滑动变阻器的最大阻值R,的表达式补充完整:
①___________________________________________________________________________ ;
② __________________________________________________________________________;
③Rx=___________________________________________________________________。(用已知量和测量的物理量的字母表示)