题目内容

1．有一种电热水壶的铭牌如表，其工作电路如图所示，R为加热器，S为温控开关，当温度较低时，S处于闭合状态，加热器加热；当水沸腾后，S会自动断开进入保温状态．若加热器电阻的阻值随温度改变而发生变化忽略不计．则：
型号BWH1100
额定电压220V
额定加热功率1100W
容量2L
频率50Hz
（1）若该电热水壶正常工作时，产生的热量80%被水吸收，那么在标准大气压下，用该电热水壶在加热状态下将一满壶23℃的水烧开需要多长时间？
（2）经测定该电热水壶正常保温时，加热器R的保温功率为44W，求R0的阻值．

分析 （1）根据ρ=$\frac{m}{V}$求出水的质量，再根据Q=cm（t-t0）求出吸收的热量，再根据η=$\frac{Q}{W}$求出消耗的电能，再根据W=Pt求出时间；
（2）S闭合加热时，电路为R的简单电路，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出R的阻值；当S断开时，R与R0串联，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出R两端的电压，利用串联电路的电压特点求出R0两端的电压，再根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出R0的阻值．

解答 解：（1）由ρ=$\frac{m}{V}$得水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg，
水吸收的热量：
Q=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃-23℃）=6.468×105J，
由η=$\frac{Q}{W}$得消耗的电能：
W=$\frac{Q}{η}$=$\frac{6.468×1{0}^{5}J}{80%}$=8.085×105J，
由W=Pt得加热时间：
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{8.085×1{0}^{5}J}{1100W}$=735s；
（2）S闭合加热时，电路为R的简单电路，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得：
R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加热}}$=$\frac{（220V）^{2}}{1100W}$=44Ω，
当S断开时，R与R0串联，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得R两端的电压：
UR=$\sqrt{R{P}_{实}}$=$\sqrt{44Ω×44W}$=44V，
因为串联电路中各处的电流相等，
所以$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$，即$\frac{44V}{44Ω}$=$\frac{220V-44V}{{R}_{0}}$，
解得：R0=176Ω．
答：（1）烧开一壶水需要735s；
（2）R0的阻值为176Ω．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、吸热公式、效率公式的灵活应用，关键是明白铭牌参数的含义，要注意联系电学知识解决生活中的物理应用．

练习册系列答案
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8．将一杯刚烧开的水放在电子秤上，过了一段时间，发现电子秤的示数（　　）
A．变大，因为热水吸收热量使质量变大
B．不变，因为水的质量不变
C．变小，因为热水蒸发使得质量变小
D．变小，因为热水散发热量使质量变小
12．阅读下列材料，回答38题．
2015年12月17日，我国的暗物质粒子探测卫星“悟空”搭载长征二号丁运载火箭发射升空飞天，正式启程寻找宇宙中的“幽灵”--“暗物质”．
同学们可能习惯认为，宇宙主要是由可见的发光恒星和少量的其他不发光星体如行星构成．但是天文科学家在过去的几十年里已经得知，构成宇宙的成分远比这些多．首先，宇宙中在遥远的星系之间的广大区域存在着看不见也很难探测出来的星系际气体，这些看不见的星系际气体的质量大约是全部恒星系和发光气体质量总和的10倍！其次，宇宙中还存在别样的物质，这些物质不是由原子或分子组成的，其中最具有代表性的就是中微子和黑洞，估计这类物质的质量总和大约是所有恒星系（含行星）质量总和的三分之一．
可能你觉得这些已经够玄了，但是还有更多更玄的．科学家已经得知，宇宙中还有另外一种物质，它们不是由质子、中子、电子或任何现在已知的别种粒子（如中微子）构成的．虽然有科学家提出过几种假设，但是没有人知道这种物质的组成．它不与电磁波相互作用，因此它不能因发光（像恒星那样）或反射光（像行星那样）或吸收光（像星系际气体那样）从而被人发现，也没有人在实验室检测到它．但是由于它对星系中星体有引力效应，我们知道它是存在的，而且知道它的含量很多．这种所谓“暗物质”的总质量是全部恒星系和发光气体质量总和的大约60倍！关于“暗物质”是什么？没有哪种已知的物质形式能够说明它，科学家认为它同寻常物质的相互作用必定很弱，否则现在它应当已被我们发现了．不论它是什么，它就在我们周围．也许每秒钟有几十个“暗物质”粒子穿过你的身体，而不在你的身体上留下任何效应．
“暗物质”已经激发了在宇宙射线中和高能物理实验的许多探测工作．我国发射的“暗物质”探测器--“悟空”，是迄今为止观测能段范围最宽、能量分辨率最优的暗物质粒子探测卫星，超过国际上所有同类探测器．在今后的3年太空工作中，“悟空”将通过高空间分辨、宽能谱段观测高能电子和伽马射线寻找和研究暗物质粒子，有望在宇宙射线起源和伽马射线天文学方面取得重大进展．
（1）在长征二号丁运载火箭搭载着暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空时，火箭点火后搭载着探测卫星加速上升，在此阶段：暗物质粒子探测卫星“悟空”的重力势能变大（选填“变大”、“不变”或“变小”）．
（2）依据本文的描述，宇宙中暗物质的总质量大约是星系际气体的6倍．
（3）你认为暗物质之所以称为“暗”是因为：它同寻常物质的相互作用很弱，现有的物质形式无法说明它．
（4）通过本文的描述你觉得天文科学家是如何发现星系际气体的？答：观察通过星系际气体的光，通过了解光被吸收的情况从而发现星系际气体．
9．关于热机，下列说法中正确的是（　　）
A．效率越高的热机功率也越大
B．使用热值高的燃料可提高热机的效率
C．热机的做功冲程是将内能转化为机械能
D．汽油机和柴油机均属于内燃机，因为它们工作时点火方式相同
16．在如图所示的家庭电路中，用笔代替导线连接图中所示元件，使其符合安全用电要求．
6．有两个电路元件A和B．流过元件的电流与其两端电压的关系如图（甲）所示，把它们串联在电路中，如图（乙）所示．闭合开关S，这时电流表的示数为0.4A，则电源电压和元件B的电功率分别是（　　）
A．2.0V  0.8WB．2.5V   1.0WC．4.5V  1.0WD．4.5V  1.8W
13．“小气球，大派场”，用气球可完成众多实验（如图）．下列用气球进行的实验中，解释错误的是（　　）
A．
与毛皮摩擦后的气球“粘”在墙壁上--说明经摩擦后的气球变成带电体
B．
向后喷气，气球前进--说明力是维持物体运动的原因
C．
向气球内充入氢气，氢气球会往上升--氢气球受到空气浮力的作用
D．
左球挤右球，两球都变形了--说明力的作用是相互的
10．在“探究固体熔化时温度变化规律”的实验中．
（1）试管中装有适量的某物质，按图甲组装时，应让温度计的玻璃泡与该物质充分接触；
（2）图乙四根据实验记录画出的该物质从固态变成液态过程温度随时间变化的图象，由图象可知，该物质是晶体（选填“晶体”或“非晶体”），从开始熔化到完全熔化持续了4min，图乙中AB段该物质处于固液共存（选填“固态”、“液态”或“固液共存”）．
11．科研人员制成了“光控开关”（能在天黑时自动闭合，天亮时自动断开）和“声控开关”（能在有声音发出时自动闭合，无声时自动断开）．请将如图中的光控开关、声控开关、灯泡用笔画线代替导线正确连入电路，设计出只有在天黑且有声音时灯才亮的自动控制安全电路，并同时安装一个不受开关控制的三孔插座．

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