(8分)无水箱式电热水器具有体积小、加热快的优点,图甲是它的工作原理图。
甲 乙 丙
(1)温控器:水温传感器测量到出水温度并将信息传给微电脑芯片,微电脑芯片将测量到的水温和预先设定的温度进行比较,然后即时控制温控器内的两个开关的状态,从而让喷头喷出预先设定温度的热水。请在图乙虚线框中补齐温控器内的两个开关。(2分)
(2)水压控制开关:当热水器内没有水或水压过低时,图丙所示的水压控制开关能确保电热水器停止工作。图中顶杆必须具有很好的 性才能防止漏电。(1分)
(3)家庭电路中该电热水器在正常电压下工作,当喷头喷出水的流量为4.5L/min时,5℃的冷水经过加热后温度最高可达38℃,已知通过电热水器的电流为52.5A,则该电热水器的加热效率多少?如果此时还要进一步提高水温,应该怎样调节冷水的流量的大小?(5分)
(5分)甲、乙两同学分别做“测定小灯泡功率”的实验,除灯泡外他们所使用的器材规格均相同,灯泡额定电压可能是“2.2V”、“2.5V”或“3.8V”.
(1)图甲为电路图,图乙已经接了部分电路。请你用笔画线代替导线,将电路连接完整.
(2)甲同学正确连接好电路,闭合开关时记录了第1组数据,当小灯泡正常发光时记录了第2组数据,当把滑片移到端点时小灯泡闪亮一下后熄灭,并记录了第3组数据,三组数据如下表所示.
甲同学所用小灯泡的额定功率为 W. 他在实验过程中滑片的移动方向是 (“从A到B”或“从B到A”).
物理量 实验序号 | 电压表 示数 | 电流表 示数 | 小灯亮暗 程序 |
1 | 1.3V | 0.16A | 暗 |
2 | 2.5V | 0.25A | 正常发光 |
3 | 4.5V | 0A | 不发光 |
(3)当乙同学所选用的小灯泡正常发光时,电压表的示数如图所示,而滑片恰好在滑动变阻器的中点上,此时滑动变阻器连入电路的电阻值为 ,乙同学所选用灯泡正常发光时灯泡的功率是 W.
(6分)某物理兴趣小组利用如图所示电路进行如下的实验研究:测定“3.6V”小灯泡的额定功率及定值电阻R的阻值。
⑴闭合S1、S2,断开S3,调节滑动变阻器,得到下表中三组数据。根据表中数据,可计算出定值电阻R=____Ω。
| 1 | 2 | 3 |
电压U/V | 1.5 | 2.4 | 3 |
电流I/A | 0.20 | 0.32 | 0.40 |
⑵闭合S1、S3,断开S2,调节滑动变阻器,测量灯泡L两端的电压和电流,根据测量数据绘制成如上右图的U—I关系图像。由图象分析,当电压表示数为2V时,灯泡L的电功率PL= W;图像中所绘图像是一条曲线,其原因是: 。
⑶若在进行⑵时发现电压表突然损坏,该组同学手边有多余电流表但无电压表,为了测出小灯泡的额定功率,小明灵机一动,设计了如上电路图;并进行如下操作:①调节滑片至阻值最大处,并同时闭合S1、S2、S3;②调节滑动变阻器的滑片,直至电流表A1的示数为 A时,记下电流表A的示数 A(见上图);③根据公式计算出灯的额定功率为 W。
(4分)某自动恒温箱的控制电路如图甲(a、b端所控制的加热电路未画出).箱内电阻Rl=5kΩ,R2为热敏电阻,其阻值随温度变化的图像如图乙所示,电源电压为12 V.当a、b间的电压Uab小于2.4 V时,恒温箱内的电热丝通电加热;当a、b间的电压Uab大于3 V时,电热丝停止加热.
(1)a、b间的电压Uab等于2.4 V时,控制电路中的电流为________mA,热敏电阻R2的阻值为_______kΩ.
(2)恒温箱内的温度范围为___℃到___℃.
(4分)如图甲所示,某同学在“测量小灯泡电功率”的实验中,误将电压表并联在滑动变阻器两端.他从滑片置于最右端时开始记录第一组数据,调节滑片测得多组数据,描绘出的U-I图像如图乙所示.已知小灯泡的额定电压为2.5 V,电源电压为4.5 V.可求得小灯泡正常发光时的阻值为 Ω,额定功率为 W,变阻器最大阻值为 Ω.为使实验中小灯泡两端电压不超过3 V,则滑动变阻器接人电路的最小阻值为 Ω(保留一位小数).
(2分)小明购买了一只容积为1.2L的电热水壶。他往壶中装满了温度为25℃的水,若使壶中的水加热至沸腾,需要吸收_________________J的热量;小明将电热水壶接到家庭电路中,通电7min烧开了这壶水,如果在这一过程中它的效率是90%,电热水壶的实际功率是_________W。[标准大气压下、ρ水=1.0×103kg/m3、c水=4.2×103J/(kg·℃)]