题目内容

13．如图1所示，是某家用电热水壶内部的电路简化结构图，其中R1、R2为阻值相同的电热丝，有甲、乙、丙、丁四种不同的连接方式，该电热水壶加热有高温、中温、低温三档，中温档的额定功率为500W，求

（1）电热水壶调至中温档正常加热，将2kg温度为30℃的水烧开（标准大气压下）需要20min，水所吸收的热量及电热水壶的效率；
（2）电热水壶高温档的额定功率；
（3）若某次电热水壶用高温档加热0.1h，耗电0.09kW•h，通过计算判断此时电热水壶是否正常工作．

分析 （1）标准大气压下水的沸点为100℃，根据Q吸=cm（t-t0）求出水吸收的热量，根据P=$\frac{W}{t}$求出消耗的电能，利用η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出电热水壶的效率；
（2）先分析四图的连接方式，求出四种连接的电阻大小，电源电压不变，根据公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出各自的电功率，然后比较得出答案；
（3）根据P=$\frac{W}{t}$求出电热水壶的实际功率，然后与额定功率相比较得出答案．

解答 解：（1）标准大气压下水的沸点为100℃，则水吸收的热量：
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃-30℃）=5.88×105J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，消耗的电能：
W=P中t′=500W×20×60s=6×105J，
电热水壶的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{5.88×1{0}^{5}J}{6×1{0}^{5}J}$×100%=98%；
（2）由题知，R1、R2为阻值相同的电热丝，设R1=R2=R，
甲图为开路，P甲=0，
乙图中两电阻串联，R乙=2R，P乙=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{乙}}$=$\frac{{U}^{2}}{2R}$，
丙图中只有电阻R1工作，R丙=R，P丙=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{丙}}$=$\frac{{U}^{2}}{R}$，
丁图中两电阻并联，R丁=$\frac{1}{2}$R，P丁=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{丁}}$=$\frac{{U}^{2}}{\frac{1}{2}R}$=2$\frac{{U}^{2}}{R}$，
由以上可知，丙图为中温档，丁图为高温档，则电热水壶高温档的额定功率：
P高=2P中=2×500W=1000W；
（3）电热水壶的实际功率：
P实=$\frac{W′}{t″}$=$\frac{0.09kW•h}{0.1h}$=0.9kW=900W＜1000W，
则此时电热水壶不是正常工作．
答：（1）水所吸收的热量为5.88×105J，电热水壶的效率为98%；
（2）电热水壶高温档的额定功率为1000W；
（3）此时电热水壶不是正常工作．

点评 本题考查了吸热公式、电功公式、效率公式、电功率公式的灵活运用，分清电热水壶处于不同档位时电路的连接方式是关键．

练习册系列答案
相关题目
3．下列说法不正确的是（　　）
A．光导纤维是用次声波来传递信息
B．核电站利用核能发电，核能是新能源
C．电视广播、移动通信是用电磁波传递信号
D．电磁继电器是通过控制低压电路的通断间接控制高压工作电路的通断
4．在“测量小灯泡额定功率”实验中，小灯泡的额定电压U额=2.5V．
（1）图甲是测量小灯泡额定功率的实物电路图，图中有一根线连接错误，请在这根线上打“×”，并在图中改正．

（2）闭合开关前，滑片P应位于B（选填“A”或“B”）端．
（3）闭合开关，移动滑片P直到电压表示数为2.5V，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为0.65W．
（4）小华设计了如图丙所示的电路也完成了该实验，请完成下列填空（电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大电阻为R0）．
①只闭合开关S、S1，调节R2，使电压表的示数为2.5V；
②只闭合开关S、S2，调节R1，使电压表的示数仍为2.5V；
③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2，则小灯泡额定功率的表达式P额=$\frac{{{U}_{额}}^{2}（{U}_{1}-{U}_{2}）}{{U}_{2}{R}_{0}}$（用U额、R0、U1、U2表示）．
1．小明利用“伏安法”测额定电压为2.5V的小灯泡的灯丝电阻，他设计的实验电路图如图甲所示．

（1）请用笔画线代替导线将图乙中的实物连接完整（滑片P向B端滑动时灯泡变亮）
（2）闭合开关后，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，电路故障可能是灯泡断路；
（3）排除电路故障后，小明实验过程中记录的数据如表所示，其中第2次实验时的电流表如图丙所示，则通过小灯泡的电流为0.24A；
实验次数1234
U/V1.42.02.52.8
I/A0.20 0.260.27
R/Ω   
（4）小明分别求出不同电压下小灯泡的电阻，然后求出电阻的平均值，他的这种做法不合理（填“合理”或“不合理”）
（5）通过实验数据可知，该小灯泡的额定功率为0.65W；
（6）小明不能（填“能”或“不能”）用本实验器材探究电流与电压的关系．
8．根据能量转化与守恒定律，在与外界没有热传递的条件下，物体内能的增加量与外界对物体做功多少相等．未来验证此规律，某兴趣小组设计了如图所示的实验，在容器里装一定质量的水，中间装上带有叶片的转轴，转轴上绕上绳子，绳子另一端通过滑轮与一重物相连，当重物下降时，绳子拉动转轴转动，带动叶片旋转，使容器里的水温度升高，结合结合水的比热计算出水中增加的内能．以此验证水的内能增加量与重物的重力做功多少是否相等．
（1）为了完成此实验，除已提供质量的电子天平外，还需要的测量工具有刻度尺、温度计．
（2）兴趣小组在实验过程中发现，水内能的增加量小于重物做功的大小，请写出造成这种现象的一种原因滑轮存在摩擦．
（3）改进实验后，获得那如表数据，规律得到验证．
实验序号重物质量（千克）下降高度（米）升高温度（℃）
12050.5
220101.0
320151.5
410100.5
530101.5
640102.0
若使容器内相同质量水的温度升高2.5℃，则25千克的重物需下降20米．
18．小明同学家住6楼，一天，他提着装有20个鸡蛋的塑料袋从1楼走到家里，在此过程中，下列估算不合理的是（　　）
A．他提鸡蛋的力做的功约为150JB．他提鸡蛋的力做功的功率约为30W
C．他爬楼做的功约为7.5×103JD．他爬楼做功的功率约为130W
5．在探究凸透镜成像规律时，应调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的主光轴上．当蜡烛距凸透镜30.0cm时，在光屏上成一个等大的实像，则凸透镜的焦距是15.0cm；将蜡烛远离透镜移动动到适当位置，要在光屏上成清晰的像，就将光屏向靠近（远离/靠近）透镜方向移动．
2．图甲是某小区高层住宅电梯结构的示意图，它主要是由轿厢、滑轮、配重、缆绳及电动机等部件组成，小明家住该小区某栋楼的16楼，他乘电梯从1楼匀速升到16楼用时50s，已知每层楼的高度为3m．小明重600N．轿厢重5400N，动滑轮和细绳的重力以及摩擦力均忽略不计，针对此时程，解答下列问题．

（1）拉力F的功率为多大？
（2）动滑轮A提升小明的机械效率为多少？
（3）图乙是该电梯超载自动报警系统工作原理的示意图，在工作电路中，当电梯没有超载时，触点K与触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作，当电梯超载时，触点K与触点B接触，电铃发出报警铃声，即使闭合开关S，电动机也不工作，在控制电路中，已知电源电压为6V，保护电阻R2=100Ω，电阻式压力传感器R1的阻值随乘客压力（F压）大小变化如图丙所示，电磁铁线圈的阻值忽略不计，当电磁铁线圈电流超过0.02A时，电铃就会发出警报声，若乘客人均重为700N，该电梯最多可以乘载多少人？
20．底面积为80cm2的筒形（即圆柱形）容器内盛有某种液体，已知距液面30cm深处的压强是3000Pa，求：
（1）该液体的密度；
（2）若将体积为400cm3的实心铁球放入液体中（无液体溢出），则容器底上受到液体的压强增大了多少？

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网