题目内容

3.下表为某电烤箱铭牌,如图虚线内所示是电烤箱内部简化电路图,R1和R2均为电热丝.
××牌电烤箱
额定电压220V
额定功率高温挡1100W
低温挡440W
频率50Hz
求:(1)若在电路中加一个“限高温开关”,当电烤箱超过一定温度时能自动断开电路,该开关最好安装在A、B、C中的B点处.
(2)电烤箱在高温档工作10分钟所产生的热量.
(3)电路中R2的阻值.

分析 (1)火线和零线,火线和地线之间的电压都是220V,限高温开关,一定把开关接在火线上,在温度过高时,切断火线.
(2)已知电烤箱在高温档工作时的功率和时间,利用P=$\frac{W}{t}$可求得工作10分钟所消耗的电能;
(3)由图可知,开关接1时,电阻R1与R2串联,开关接2时,电阻R1接入电路,由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知,开关接2时电烤箱处于高温挡,接1时处于低温档;已知高温挡的电功率与工作电压,由电功率的变形公式R=$\frac{{U}^{2}}{P}$分别可以求出总电阻和电阻R1的阻值,然后可求得R2的阻值.

解答 解:
(1)“限高温开关”,当电烤箱通过一定温度时能自动断开电路,接在火线上,在温度过高时,切断火线,所以开关接在B处;
(2)由P=$\frac{W}{t}$可得W=Pt=1100W×10×60s=6.6×105J;
(3)高温挡时,R1=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{高}}$=$\frac{(220V)^{2}}{1100W}$=44Ω;
低温挡时,R总=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{低}}$=$\frac{(220V)^{2}}{440W}$=110Ω;
则R2=R总-R1=110Ω-44Ω=66Ω.
答:(1)B;
(2)电烤箱在高温档工作10分钟所消耗的电能为6.6×105J;
(3)电路中R2的阻值为66Ω.

点评 分析清楚电路结构,熟练应用电功率的变形公式、串联电路特点及欧姆定律、电功率公式是正确解题的关键.

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11.小明在“测量小灯泡的额定功率”时准备了如下器材:额定电压为2.5V的小灯泡、电源(电压大约3V)、最大阻值为R0的滑动变阻器(R0已知)、电流表、电压表、开关各1个,导线若干.

(1)请用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整.(要求滑片向右移动灯变亮)
(2)小明正确连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表示数为0,经检查电表完好,则故障可能是灯泡断路;
(3)故障排除后,再次闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某一位置时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是0.6W,
(4)将图甲中小灯泡换成未知阻值的定值电阻R,并撤去电压表,在不增加任何器材、不改变原电路连接的前提下,小明想测出R的阻值,请你帮助小明补全实验方案:①将滑动变阻器的滑片至最右端,读出电流表示数为I1;②再将滑动变阻器滑片调至最左端,读出电流表示数为I2;则所测量电阻的表达式为R=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$(用测量的物理量和已知量符号表示);
(5)小明进一步探究通电直导线周围的磁场分布情况,找来小磁针、铁屑、硬纸板等,做了如图丙所示的实验,发现了直导线周围的磁场是以导线为圆心的同心圆圈,并查找资料知道了判断直导线周围磁场的方法:“用右手握住直导线,让大拇指指向直导线中电流的方向,则弯曲的四指所指方向为磁场方向.”请你用该方法判断如图丁中小磁针北极转向纸外(纸内/纸外).

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