如图甲所示是某型号的浴室防雾镜,其背面粘贴有等大的电热膜。使用时,镜面受热,防止了浴室镜面上出现“雾气”。下表是该防雾镜的相关数据。
| 面积大小 | 50 cm×80 cm | 额定电压 | 220 V/50 Hz |
| 总重量 | 2 kg | 额定功率 | 10 W/dm2 |
| 玻璃重量 | 1 kg | 电热膜厚度 | 0.4 mm |
(1)这种防雾镜能够防止浴室镜面上出现“雾气”的原因是 。
(2)求防雾镜正常工作时的电流。
(3)经测试,在﹣10℃环境下,正常工作2 min,可以使平面镜的平均温度升高到30℃.求电热膜给平面镜的加热效率。 玻璃的比热容为0.75×103 J/(kg•℃)
(4)如图乙所示,小秦给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器,能使电热膜的功率在原功率的25%~100%之间变化,以满足不同季节使用的需要,请求出R的最大阻值。
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小华同学通过观察发现:架设在高压线杆上的金属导线在夏天时比在冬天时下垂得要明显,这是为什么呢?通过与同学们讨论交流,他明白了这是由于金属导线热胀冷缩导致的。金属导线受热时,在各个方向上都会膨胀;在冷却时,都会收缩。金属导线受热时膨胀的长度与哪些因素有关呢?同学们经过讨论提出了如下猜想:
猜想一:金属导线受热时膨胀的长度与金属导线升高的温度有关;
猜想二:金属导线受热时膨胀的长度与金属导线的原长有关;
猜想三:金属导线受热时膨胀的长度与金属导线的材料有关。
同学们感到要亲自实验收集数据验证上述猜想存在困难,于是请老师帮忙从材料研究所找到了下表中的实验数据。
实验序号 | 材料 | 升高的温度/℃ | 原长/m | 膨胀的长度/mm | 实验序号 | 材料 | 升高的温度/℃ | 原长/m | 膨胀的长度/mm |
1 | 黄铜 | 10 | 1.0 | 0.19 | 5 | 康铜 | 10 | 1.2 | 0.18 |
2 | 黄铜 | 20 | 1.0 | 0.38 | 6 | 康铜 | 10 | 1.3 | 0.20 |
3 | 黄铜 | 30 | 1.0 | 0.57 | 7 | 铝 | 10 | 1.0 | 0.23 |
4 | 康铜 | 10 | 1.0 | 0.15 |
(1)比较表中序号为1 2 3的三组数据可得出的结论是:金属导线受热时膨胀的长度与金属导线 升高的温度 有关。
(2)比较表中序号为_________ , , 的三组数据可得出的结论是:金属导线受热时膨胀的长度与金属导线的原长有关。
(3)某自动温控电路的原理图,如图所示。其中的双金属片由长度相同的黄铜片和康铜片铆合在一起制成,它与固定触点构成温控开关。当双金属片所处的环境温度升高时,双金属片由于受热向上弯曲,使电路断开,停止加热。
运用上表中的实验数据进行分析,该温控开关的双金属片与固定触点接触的一边所用的材料应该是 黄铜 ,得出这一结论的理由是 。
(4)小明同学在研究热胀冷缩的资料时,看到一个没有学习过的物理概念:“线胀系数”,其定义是:单位长度的细物体,温度升高1℃时,伸长的长度,叫这种物质的线胀系数。请你回顾比热容的定义和表达式,利用类比法写出线胀系数的表达式为 (线胀系数用α表示、长度用L表示、伸长用ΔL表示),线胀系数的单位是 。已知铁的线胀系数为1.2×10-5,两根电话线杆间的距离为50 m,工人师傅在夏天气温为30℃时架设电话线,若冬天最低可能降到-20℃,通过计算说明,两根电线杆之间架设电话线时,应多预留 m铁丝电话线。
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