题目内容

15．家庭室内装修要用到某种液体乙烯材料和三混粉，工人师傅使用加热与搅拌为一体的用电器，如图是该用电器的工作原理图．先在室温下把液体乙烯材料放入容器中，温控旋转开关接ab开始加热，发光二极管正常发光，当液体温度达到70℃，温控旋转开关自动接cd，发光二极管熄灭，电动机起动，再倒入三混粉在容器中保温搅拌，搅拌均匀后，涂抹到墙壁上使之更加平滑牢固．旋转开关接ab时电路消耗功率为1622W，旋转开关接cd时电路消耗功率为1200W，电动机正常工作的功率为1100W，发光二极管L规格为“2V  0.2W”，R1是加热电热丝，R2是保温电热丝，R0为保护发光二极管正常工作的限流电阻．（忽略温度对电阻的影响）
（1）用电器正常工作时，求保温电热丝R2的电阻值．
（2）液体乙烯材料质量为6kg，初温为20℃，求温控旋转开关接ab开始加热到刚接cd时，液体乙烯材料吸收了多少热量？【c液=1.8×103J/（kg℃）】
（3）温控旋转开关接ab开始加热到刚接cd时，电路正常工作了8分20秒，该过程中加热电热丝产生的热量为多少？

分析 （1）由图可知，旋转开关接cd时，电动机M和保温电热丝R2并联，此时电路消耗功率为1200W，电动机正常工作的功率为1100W，根据Pcd=P2+PM可得R2消耗的功率，由公式R2=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{2}}$可以算出R2的阻值；
（2）已知该液体的质量、比热容、初温和末温，根据Q吸=c液m△t可以算出液体乙烯材料吸收热量；
（3）当旋转开关接ab时，加热电热丝R1和发光二极管所在支路并联；根据二极管的规格，可求出二极管正常发光时该支路的电流，该支路电压为220V，根据P=UIL求出二极管所在支路消耗的功率；已知旋转开关接ab时电路消耗功率为1622W，根据Pab=P1+P支可得发热电热丝R1消耗的功率，再利用公式Q=W=Pt计算加热电热丝R1产生的热量．

解答 解：
（1）由图可知，旋转开关接cd时，电动机M和保温电热丝R2并联，
所以Pcd=P2+PM，
则保温电热丝R2消耗的功率：
P2=Pcd-PM=1200W-1100W=100W；
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，保温电热丝R2的阻值：
R2=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{2}}$=$\frac{（220V）^{2}}{100W}$=484Ω；
（2）液体乙烯材料吸收热量：
Q吸=c液m△t=1.8×103J/（kg•℃）×6kg×（70℃-20℃）=5.4×105J；
（3）当旋转开关接ab时，加热电热丝R1和发光二极管所在支路并联；
根据P=UI可得，发光二极管正常工作时的电流：
IL=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{0.2W}{2V}$=0.1A；
发光二极管所在支路两端电压为220V，该支路消耗的功率：
P支=UIL=220V×0.1A=22W；
因为Pab=P1+P支，
所以，加热电热丝R1消耗的功率：
P1=Pab-P支=1622W-22W=1600W；
电路正常工作的时间：t=8分20秒=500s；
加热电热丝产生的热量：Q加=W加=P加t=1600W×500s=8×105J．
答：（1）用电器正常工作时，保温电热丝R2的电阻值为484Ω；
（2）温控旋转开关接ab开始加热到刚接cd时，液体乙烯材料吸收了5.4×105J的热量；
（3）温控旋转开关接ab开始加热到刚接cd时，电路正常工作了8分20秒，该过程中加热电热丝产生的热量为8×105J．

点评 本题考查了有关电学的电阻和电功率及电热的计算，把物质升温吸热和电学综合在一起，此题难度较大，要求学生重在分析透彻，方可正确解答．

练习册系列答案
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2．关于比热容的理解，下列说法中正确的是（　　）
A．将两个形状和大小相同的金属球放入同一杯开水中，比热容大的金属球吸收的热量要多
B．比热容的大小与物体吸收放出热量多少有关
C．比热容是物质本身的特性，与质量、温度、吸热多少、状态无关
D．沿海城市昼夜温差小是因为沿岸海水的比热容大，吸、放热本领强，有效调节了气温
6．如图所示，在探究串联电路的电压关系时，小华同学用电压表测出ab、bc、ac两端的电压分别是Uab=2V，Ubc=2V，Uac=4V，并记录在表格中．则下一步的实验步骤是（　　）
A．整理器材，结束实验
B．分析数据，得出结论
C．换用不同规格的小灯泡，再测出几组电压值
D．换用电压表的另一量程再测出一组电压值
3．在“探究串联电路电流特点”的实验中，小明所设计的电路如图所示．
（1）在拆接电路时，开关必须处于断开状态；小明应选择两个规格不相同（选填“相同”或“不相同”）的小灯泡接入电路，进行试验．
（2）某次测量中，闭合开关，两个灯泡都不亮，为了判断电路故障，小明用一根导线接在A、B两点间，闭合开关，两个灯泡都不亮；断开开关，把导线接在B、C两点间，再闭合开关后，发现灯泡L1亮，L2不亮，则电路故障是灯泡L2出现了断路（选填“短路”或“断路”）．
10．如图（a）所示的电路为“用电流表、电压表测电阻”的实验电路，请填写：
（1）实验目的：伏安法测电阻，要求多次测量，求电阻的平均值．
（2）实验原理：R=$\frac{U}{I}$．
（3）实验过程中，某次测量时，电压表和电流表的示数如图（b）所示，可得电阻值为5.6欧．
（4）若某次实验时，电压表出现了故障不能使用，该同学选添了一个阻值已知的定值电阻Ro，其实验操作过程如下：①在Rx位置替换接入R0，测得电流表的示数为I0；②去掉R0，重新接入Rx，测得电流表的示数为I．该同学得出Rx的阻值为Rx=$\frac{{I}_{0}}{I}$R0．
请指出该同学实验中的错误之处：待测电阻两端的电压发生了变化．
20．在火车站站台附近，靠近火车的地方空气流速大，气体压强小（选填“大”或“小”），气体压力差就会将人推向火车，引起事故，因此在站台和轨道间划有一道黄线，防止乘客过于靠近轨道，保证安全．
7．足球运动已进入学生课堂，如图所示是小明和同学们踢足球的场景，下列说法正确的是（　　）
A．用力将静止的足球踢出去，说明力改变足球的运动状态
B．足球离开脚后继续向前运动，是由于足球具有惯性
C．足球在空中向上运动的过程中，重力势能转化为动能
D．在地面上滚动的足球慢慢停下来，是因为足球受到了摩擦阻力
4．如图所示，OB是以O点为支点的杠杆，F是作用在杠杆B端的力．图中线段AB与力F 的作用线在一条直线上，且OA⊥AB、AC⊥OB．哪条线段表示力F的力臂（　　）
A．ABB．ACC．AOD．BO
5．兰兰同学身高为1.65m，站在平面镜前3m处，则像高为1.65m，像到兰兰的距离为6m．若兰兰朝镜子走近0.5m，则镜子中的像的大小将不变（变大/变小/不变）．

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