随着生活水平的不断提高,家用电器的逐渐普及,电热壶(如图)已进入千家万户.为什么当今家庭使用电热壶的数量会越来越多呢?带着这个问题,某课外兴趣小组利用节假日进行了家庭调查.以下是两位同学的调查结果.
调查日期:2007年5月5日
家庭人口情况 | 3人 | 家庭中每天所需要的开水数量(以热水瓶为单位 | 5瓶(2L/瓶) |
获得开水的渠道 | 1.电热壶(√) 2.燃气烧开水( ) 3.其他 |
当地能源价格 | 电价:0.50元/kW•h | 燃气:4.50元/m3 |
使用电热壶烧开水的调查情况 |
电热壶的规格 | 额定电压 220V 额定功率 1000W | 烧一壶开水所用的时间为17.5min |
容量 3L |
调查日期:2007年5月6日
家庭人口情况 | 4人 | 家庭中每天所需要的开水数量(以热水瓶为单位 | 5瓶(2L/瓶) |
获得开水的渠道 | 1.电热壶( ) 2.燃气烧开水(√) 3.其他 |
当地能源价格 | 电价:0.50元/kW•h | 燃气:4.50元/m3 |
使用燃气烧开水的调查情况 |
水壶的容量3L | 烧一壶开水所用的燃气量0.04m3 |
(1)从理论上计算,小明家用电热壶烧开一壶水需要多长时间(设水的初温为20℃).与实际有无差别,简要说明原因.
(2)分析调查结果,并结合实际说明使用那种方法烧水更好一些.
(3)电热壶在设计构造中运用了许许多多的物理知识.请你举出两点,并说明这样设计的好处.
考点分析:
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现有两个电阻元件,其中一个是由金属材料制成的,它的电阻随温度的升高而增大.而另一个是由某种半导体材料制成的,其电阻随温度的升高而减小.现将其中一个元件R
进行测试,测得通过它的电流与加在它两端的电压值如下表所示.
U/V | 0.40 | 0.60 | 0.80 | 1.00 | 1.20 | 1.50 | 1.60 |
I/A | 0.20 | 0.45 | 0.80 | 1.25 | 1.80 | 2.81 | 3.20 |
(1)根据表中数据,判断元件R
可能是由上述哪类材料制成的,并简要说明理由;
(2)把元件R
接入如图所示的电路中,闭合开关后,电流表读数为1.8A.已知电路中的电源电压为3V,此时定值电阻R的电功率为多大?
(3)分析表中数据,写出通过R
的电流I和加在它两端的电压U之间的关系式.(不考虑单位)
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设计汽车发动机时,既要考虑能量的利用效率,也要考虑发动机的冷却问题.
(1)为了防止发动机过热,汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度.5kg水在冷却系统中升高50℃,所吸收的热量是多少?[C
水=4.2×10
3J/]
(2)柴油在某汽车发动机汽缸内燃烧时,如果每分钟释放1.2×10
7J的能量,发动机输出的功率是8.5×10
4W,则此汽车发动机的效率是多少?
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如图所示,用滑轮组匀速提起一个重为350N的物体,物体在10s内竖直上升了1m,人拉绳的力为250N.试问:人拉绳子做功的功率为多少?滑轮组的机械效率为多少?动滑轮重多少?(不计绳重和摩擦)
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如图是小红同学探究影响斜面机械效率因素的实验装置.实验准备的器材有:三个质量不同的木块A,三条粗糙程度不同的长木板B,三个高度不同的长方体铁块C,刻度尺.
(1)实验还需补充的器材有
.
(2)下面是小红探究斜面机械效率与物重的关系时记录的有关效据.
测量次数 | 斜面粗糙程度 | 物重G(N) | 斜面高h(m) | 沿斜面的拉力F(N) | 斜面长L(m) | 有用功W有(J) | 总功W总(J) | 机械效率η |
1 | 较粗糙 | 1.5 | O.1 | 0.6 | 0.4 | 0.15 | 0.24 | 62.5% |
2 | 较粗糙 | 3 | O.1 | 1.2 | 0.4 | O.3 | 0.48 | 62.5% |
3 | 较粗糙 | 6 | O.1 | 2.4 | O.4 | 0.6 | 0.96 | 62.5% |
通过分析数据,你可以得出结论:
.
(3)上述实验中,保持斜面长度不变,将斜面升高到0.2m,把一个重6N的物体沿斜面向上拉时,所需拉力为3.8N,则此时斜面的机械效率是
.
(4)斜面的机械效率可能与斜面的
有关.(只填一个因素)
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如图所示,是研究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置,实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下,碰到同一木块上.请回答以下问题:
(1)设计实验的目的是研究
(钢球/木块)动能的大小与
的关系.
(2)实验是通过观察
,说明钢球对木块做功的多少,从而得出结论的.
(3)若水平面光滑,该实验还能得出结论吗?
,理由是:
.
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