题目内容

如图所示电路,电源电压不变,灯泡L标有“6V  3W”,滑动变阻器标有“12Ω 5A”字样,当S1、S2都断开时,滑片P从b端滑到某一位置C时,电流表示数增大了0.1A,灯泡恰好正常发光;保持滑片P的位置不变,闭合S1、S2,电流表示数又增大了1.5A,求:

(1)灯泡正常工作时的电流和电阻;
(2)电源电压;
(3)当S1、S2都闭合时,调节滑片P,电路消耗总功率的最小值。
(第一问和第二问各2分,第3问4分)(1)0.5A;12Ω(2)9.6V(3)14.08W

试题分析:①由“6V 3W”可知I额=P额/U额="3W/6V=0.5A" RL=U额/I额=6V/0.5A=12Ω  
②当S1、S2都断开时,L和R串联. 滑片P移到c时,L正常发光,电路电流为I额,
则滑片P在b端时,电路电流Ib="0.5A-0.1A=0.4A"
电源电压U= Ib(RL+Rab)=0.4A×(12Ω+12Ω)=9.6V    
③因I额(RL+Rac)=U 故Rac = U /I额- RL =9.6/0.5-12=7.2(Ω)
保持滑片P不动,当S1、S2都闭合时,L被短路,R0与Rac并联
电流表示数:I′=0.5A+1.5A=2A  
通过R0的电流I0= I′-U/Rac=2A-9.6V/7.2Ω="2/3" A
∴ R0=U/I0=9.6V/2/3A=14.4Ω     
滑片P在b端时,电路总功率最小
P最小=U2/R0+U2/Rab=(9.6V)2/14.4Ω+(9.6V)2/12Ω=14.08W
点评:本题考查灯泡电阻和工作电流的计算,电源电压的计算,消耗最小功率的计算,关键是判断开关不同状态时的电路结构情况,以及计算出滑动变阻器C点时阻值是本题的难点.
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如图甲是一种可调温蒸汽电熨斗,其说明书的部分内容如下:

产品特点:
具有干湿两用功能.干用功能是指在无水状态下,通过电加热管加热底板,底板温度上升,直接压烫衣物;湿用功能是指在蒸汽状态下熨烫.自动恒温设置.针对不同面料可调节底板温度.
技术参数:
自身质量:1.3kg  额定功率:1000W 额定电压:220V  
在额定电压下工作时能达到的最大喷气量:15g/min 
(1)某师傅在用熨斗干烫衣服时,用了19N向下的力压熨斗,如果熨斗底板与衣服接触的面积为160 cm2,在此过程中,衣服受到的压强为             Pa.(g取10 N/kg)
(2)用熨斗汽烫前先预热,使金属底板的温度从20℃升高到220℃,温控开关自动断开.已知金属底板的质量为1kg,金属底板的比热容为0.46×103J/(kg?℃).则蒸汽电熨斗预热过程中金属底板吸收的热量为           J.
(3)设计生产电熨斗时,技术人员会根据不同部分的作用选用具有不同物理属性的材料.“水位观察窗”选用的材料应具有很好的         (选填“硬度”、“延展性”或“透明度”);用熨斗汽烫时,可以看到熨斗底板蒸汽口的周围有大量“白雾”,这是因为水先    后    (上两格均填物态变化名称)形成的小水珠;某次使用时发现从蒸汽口喷出的是水柱而不是“白雾”,请你猜想可能的原因是          .
(4)若某次使用中,该电熨斗(额定电压下)在最大喷气量状态下工作时消耗的电能中只有70%被水吸收,则该状态下每克水喷出前吸收的热量是        J.

(5)如图乙所示为自动调温电熨斗的电路图.右下方为温控部分,A为双金属片,由两层不同金属粘合而成,受热时二者膨胀的快慢不同.在未通电和低于预定温度时,双金属片A和静片B上的触点接通,指示灯L亮,电热丝R发热,当温度达到预定温度时,由于双金属片的金属层       (填“a”或“b”)膨胀较快,向左弯曲,电路断开,如图丙所示.调节调温旋钮C,使静片向左时,调温电熨斗的预定温度值将变______(选填“高”、“低”).
明明家最近在装修新房子, 卫生间里准备装一种电热水器, 目前市面上有两种电热水器供家中选择, 一种是传统的预热式电热水器, 如图甲,其部分参数如表。另一种是即热式电热水器,如图乙,它没有储水箱,体积小巧。冷水进入热水器后,分4~6路被大功率电热管加热,然后再汇合成一路从出水喷头流出,随着温度设定及出水量的不同,加热功率可从4000W~7000W变化。它较传统的热水器优点在于:即开即热;不开不加热,节能;且加热效率高达96%以上。请解答:
      
图甲:预热式电热水器                   图乙:即热式电热水器    
                                                               
(1)一般情况下,热水淋浴要求水温升高30℃,请计算预热式电热水器装满水后,正常工作将水加热到可以淋浴的温度,水需要吸收多少J的热量?如电加热效率为90%,需要通电加热多长时间?
(2)即热式电热水器的额定电压也是220V,请计算它在加热水达到最大功率时,家庭电路干路中增加的电流是多少A?(精确到0.1A)
(3)明明调查发现他家房子电能表、空气开关、墙内导线的相关参数分别为“220V 40A”、“220V 30A”、“220V 40A”。请分析他家能否安装这种即热式电热水器。若不能,还想安装如何解决。

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