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随着“西气东输”,天然气进入普通市民家庭,小明家已经开始使用天然气了。小明家原来...

随着“西气东输”,天然气进入普通市民家庭,小明家已经开始使用天然气了。小明家原来就有个电磁炉,小明想究竟使用哪种能源更划算呢?小明开始实验并收集有关数据:

  (1)小明在水壶里放入5000cm3、20℃的水,记录下当时的气量表示数是134.731m3;随后点火并将火调至最大烧水,开始同步计时;当水烧至沸腾时,气量表读数为134. 871m3,需时24min.小明查到天然气熟瞄约为4.0×107J/m3,单价2.2元/m3。烧开这壶水,水需要吸收多少热量?小明家天然气炉具的效率是多少?[1标准大气压,C=4.2×103J/(kg.℃)]

  (2)小明又取相同的水在电磁炉上加热,使用功率为1000 W档正常工作将水加热至沸腾,需时30min。扬州的电费价格为0.5元/度。使用电磁炉烧开这壶水,需消耗多少电能?花费多少电费?

  (3)你建议小明家使用哪种能源?请说明2点理由。

 

(1)1680000J,30%  (2)0.5KW·h,0.25元 (3)电能费用少;热损少效率高 【解析】(1)利用热量公式Q=cm△t计算热量,然后利用η=Q吸/Q放 计算炉具效率;(2)已知功率和时间,利用功率的计算公式W=pt计算消耗的电能;然后乘以电费单价,计算电费;(3)先利用η=Q吸 /w 计算出电磁炉的效率,天然气的费用,然后与电磁炉比较,再进行选择.(1)水吸收的热量M=ρv=1g/cm3×5000g=5kg Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×5kg×(100℃-20℃)=1.68×106J Q放=qv=4.0×103J/m3×(134.87 m3-134.731 m3)=5.6×106J 天然气炉具的效率η=Q吸/Q放 =1.68×106J /5.6×106J =30% (2)消耗的电能W=Pt=1kW×0.5h=0.5kW・h花费的电费  0.5度×0.5元/度=0.25元 (3)电磁炉效率η=Q吸/ w =1.68×106J /0.5×3.6×103J ≈93%>30% 天然气费用  (134.87 m3-l34.731 m3)×2.2元/m3=0.31元>0.25元 若选天然气,天然气燃烧会放出二氧化碳等气体、效率低;若选电磁炉热效率高,环保使用电能比较清洁.所以,建议使用电磁炉.
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考点分析:
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摩托车排放的尾气造成的空气污染越来越严重。许多大中城市严禁摩托车在市内行驶,在这种情况下,电动自行车具有更好的发展前景。因为电动自行车可以电动骑行,亦可以脚踏骑行。使用前,应先对车上的蓄电池充电。电动骑行时,蓄电池对车上电动机供电,电动机为车提供动力。现有一辆电动自行车,沿着水平笔直的道路匀速行驶,在0.5h内,电动行驶了9km.此时车上电动机的工作电压为32V,工作电流为4A.

(1)电动自行车在电动骑行启动过程中,能量是如何转化的?

(2)若该车和人共重1000N,行驶时轮胎与地面的接触面积共为8×10-3m2,那么车对地面的压强多大?

(3)若车和人在行驶过程中所受阻力为20N,则这段路程内该车克服阻力所做的功为多少?

(4)该车电能转化为机械能的效率是多少?

 

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在“测定小灯泡电功率”的实验中,小宇连接的电路如图所示,其中小灯池的电阻

约10左右。

(1)请帮助小宇同学认真检查电路,把电路图连接的更合理,并在图上改正  。

(2)连好电路,将滑动变阻器调到最大值,闭合开关,小宇发现灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,灯泡灯丝完好,出现故障的原因可能是___________

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(3)排除故障后,小宇移动滑片进行了多次测量,记下多组对应的电流表和电压表的示数并绘制成图像。当灯泡恰好正常发光时电压表的示数如图所示,则该灯泡的额定电压为______,结合图像信息,可以计算出小灯泡的额定功率是_______。

(4)使用不同规格的器材的另一实验小组对小灯泡进行了三次测量,实验数据和他们对数据的处理结果如下表所示:

实验序号

电压表求数/V

电流表求数/A

功率/W

额定功率/W

1

3.0

0.36

1.08

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2

3.8

0.40

1.52

3

4.5

0.42

1.89

 

你认为他们处理数据的方法是否正确,说出你的理由:_________

 (5)小宇用上表中的数据求出了小灯泡的电阻值,发现电阻值随电压的增大逐渐增大,他猜想原因是:_____________________。

 

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小明想测一个体积为0.5dm3空心铜球所受浮力的大小,于是他找来一个底面积为0.3dm2的大烧杯和量程符合要求的弹簧测力计。他先向放在水平桌面上的大烧杯中装入3kg的水,将铜球用细线系着挂在弹簧测力计上测出重力后,缓慢将铜球浸入水中。当铜球浸没在水中静止时(如图所示),弹簧测力计的示数是铜球重力的素。(取g=lON/kg)

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    (1)当铜球逐渐浸入水中而未完全浸没时,烧杯对桌面的压强逐渐__________。(选填“变大”、“变小”或“不变”)

    (2)铜球全部浸入水中静止时,铜球受到的浮力是多少?

(3)细线松动,铜球沉到烧杯底部静止后,若烧杯的重力忽略不计,烧杯对桌面的压强是多少?

 

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小强同学用如图所示的装置,验证电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小、通过导体的电流和通电时间的关系。图中两个密封的烧瓶内盛满质量和温度都相同的煤油,瓶中插有两端开口的细玻璃管。两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,烧瓶A中的金属丝的电阻比较小,烧瓶B中的金属丝的电阻比较大。

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(1)小强在密封的烧瓶内装入煤油而没有装水,主要是由于_______________________。

(2)将两瓶中的金属丝串联起来接在电源上,通过观察玻璃管中______变化的多少,来比较金属丝放出热量的多少。这种研究方法称为____________________________________。

(3)通电一定时间后发现B中细玻璃管内煤油液面较高,由此得出的实验结论是______________________________________________________________________________。

 

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图甲是小明设计的“用电流表和电压表测电阻”的实验电路。

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    (1)在图甲中,请你用笔画线代替导线将电路连接完整(导线不得交叉);

    (2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑到最____端(选填“左”或“右”);

    (3)连接完电路后,闭合开关,无论怎样移动滑片,电流表指针均无偏转,电压表的指针有明显的偏转,这可能是由于____断路造成的;

    (4)调节滑动变阻器,把测量的几组数据描成如图乙所示的图像,则该电阻的阻值_____Ω.

(5)完成上述实验后,小明还想测量一段电炉丝的电阻R,可是在连接电路时,发现电流表和滑动变阻器都已损坏。于是小明就利用刚才已测得的定值电阻R,重新设计并连接了如图所示的电路。电源电压未知且恒定不变。

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    请把下列实验步骤补充完整:

    ①只闭合开关Sl,读出电压表的示数Ul

    ②________________________________。电阻表达式:6ec8aac122bd4f6eRx=________。

 

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