题目内容

14．如图所示为一制胶厂熬胶时的电加热器的电路原理图．
R1、R2是两根阻值相同的电热丝．转换开关打到AB时对胶进行加热，使其升温，当胶的温度达到某一温度时，转换开关打到CD，使加热器产生的热量刚好补充向环境的散热，让胶保持在恒温下加热一段时间，达到粘性最强．胶的比热容为3×103J/（kg•℃）
（1）把10kg、20℃的胶加热到80℃时，需要吸收多少热量？
（2）胶在加热升温阶段，电热器的功率为1210W，则每根电热丝的阻值为多大？
（3）加热到某一温度转换开关改变其加热状态，加热器无论怎样加热，胶的温度始终保持不变，则胶每1min向环境散热为多少？此时电路中的电流为多少？

分析 （1）根据Q=cm△t求出胶吸收的热量．
（2）当双刀双掷开关掷向下方时，两电阻并联，电路的总电阻为单根电热丝电阻的一半，此时电路的总功率最大处于加热升温阶段，利用R=$\frac{{U}^{2}}{P}$求出其大小；
（3）当双刀双掷开关掷向上方时，两电阻串联，电路的总电阻为单根电热丝电阻的2倍，此时电路的总功率最小处于恒温加热阶段，利用Q=W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t求出1min向环境散的热，利用欧姆定律求出通过加热器的电流．

解答 解：（1）胶吸收的热量：
Q=cm△t=3×103J/（kg•℃）×10kg×（80℃-20℃）=1.8×106J；
（2）加热升温阶段、双刀双掷开关的状态应是掷向下方的，此时，两电阻并联，则P=$\frac{{U}^{2}}{\frac{R}{2}}$，
所以R=$\frac{2{U}^{2}}{P}$=$\frac{2×（220V）^{2}}{1210W}$=80Ω；
（3）保持恒温时，双刀双掷开关的状态应是掷向上方的，此时，两电阻串联．
1min向环境散热：
Q散=Pt=$\frac{{U}^{2}}{2R}$t=$\frac{（220V）^{2}}{2×80Ω}$×60s=18150J，
通过加热器的电流：
I=$\frac{U}{2R}$=$\frac{220V}{2×80Ω}$=1.375A；
答：（1）把10kg、20℃的胶加热到80℃时，需要吸收1.8×106J的热量．
（2）每根电热丝的阻值为80Ω；
（3）胶每1min向环境散热为18150J，此时通过加热器的电流为1.375A．

点评 本题考查了串联电路和并联电路的特点，以及电功率、电功、电阻、电流、吸热、效率的计算，关键是欧姆定律和电功率公式等灵活应用，难点是双刀双掷开关处于不同位置时电路串并联的辨别．

练习册系列答案
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10．如图中有电源线一组，拉线开关一个，螺口灯泡一个，插座两个．现要求开关控制电灯，灯与插座并联．请按要求将各元件连入电路，要符合安全用电的原则，连线不交叉．
11．小茜和胖胖体重分别为400N和700N，教学楼每层高度为3m，小茜从一楼上到五楼，胖胖从一楼上到三楼．则两人相比小茜克服重力做功较多．
2．在“测量小灯泡额定功率”的实验中，已知电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V．

（1）连接电路时，开关应断开．
（2）闭合开关前，应先将滑动变阻器的滑片移到A端（选填“A”或“B”）．闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表指针偏转，电压表示数为零，产生故障的原因可能是灯泡短路；若闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表的示数为零，电压表的示数3V，产生故障的原因可能是灯泡断路．
（3）排除故障后，实验得到的数据如表．在第1次实验中，小灯泡两端电压为2V时，电流表示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流为0.2A，此时小灯泡的实际功率为0.4W；要测量它的额定功率，须将变阻器的滑片向B端移动（选填“A”或“B“），直至电压表示数为2.5V．
实验次数电压表示数U/V电流表示数I/A小灯泡电功率P/W
12.0
22.50.220.55
32.80.240.67
（4）由表可知，小灯泡的额定功率为0.55W．
9．某学习小组利用如图甲体验“模拟引力”之后，进一步思考：绳子的拉力大小与什么因素有关？并提出了如下猜想：
猜想A：与小球的质量大小有关；
猜想B：与小球运动的快慢有关；
猜想C：与绳子的长度有关．
为了验证猜想，学习小组进行了如图乙所示实验探究：用一根细绳子的一端拴住一个小球，用手抓住绳子的另一端，抡动细绳，让小球在光滑水平面上做圆周运动．实验中，用手感受绳子的拉力大小．做几次实验后，得到实验数据如表：
为了验证猜想，学习小组于是进行实验探究：用一根细绳子的一端拴住一个小球，用手抓住绳子的另一端，抡动细绳，让小球在光滑水平面上做圆周运动，如图乙所示．实验中，用手感受绳子的拉力大小．做几次实验后，得到实验数据如表：
实验次数小球的质量（g）运动的快慢绳子的长度（cm）绳子的拉力
115慢10很小
220慢10小
320快10大
420快15很大
（1）实验中，小球在竖直方向上受到的重力和支持力是一对平衡力（不计空气阻力）．
（2）实验中，在绳子拉力的作用下，小球的运动方向不断改变．这一现象可说明绳子拉力的作用效果是改变物体的运动状态．若绳子断了，小球不能（选填“能”或“不能”）继续做圆周运动．
（3）分析对比实验次数1、2的数据，可以初步验证猜想A；
（4）分析对比实验次数2、3的数据，可以初步得出的结论是：绳子的拉力大小与小球运动的快慢有关，在小球的质量、绳子的长度大小一定时，小球运动越快（速度越大），绳子的拉力就越大．
19．在原子中，围绕原子核高速旋转的是（　　）
A．电子B．质子C．中子D．核子
6．汽油内燃机工作在压缩冲程时，通过做功（选填“热传递”或“做功”）方式使气缸内汽油和空气混合气体的内能增加（选填“减少”或“增加”）．汽车在发动机驱动下逐渐加速，这表明力可以改变物体的运动状态．
3．关于能量下列说法正确的是（　　）
A．在日光的照射下身体会变暖，是光能转化为内能
B．在原子核发生聚变时会吸收巨大的能量
C．热机工作时将机械能转化为内能
D．维持水处于沸腾状态不需要供给能量
4．下列数据中最接近生活实际的是（　　）
A．一支新的中华牌2B铅笔的长度约为30cm
B．家用电冰箱的电流大约为0.8A
C．平放在桌面的物理课本对桌面的压强大约是500Pa
D．一间教室内空气质量大约是40kg

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