(7分)探究电流与电阻关系的电路图如图甲所示,可供使用的实验器材有:电源(电压恒为4.5V)、电流表、电压表、开关各一个,滑动变阻器(10Ω 2A、20Ω 1A)两个,定值电阻三个(5Ω、10Ω、15Ω),导线若干。
(1)连接好电路,闭合开关前变阻器的滑片P应该移至_______。
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数且接近于电源电压,则电路中出现的故障可能是定值电阻发生了_______。
(3)排除故障后,小明通过实验测得多组数据,由这些数据得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图象,由图象可以得到的结论是:_______。
(4)在上述实验中,小明先把5Ω的电阻接入电路中进行测量,接着又改用10Ω的电阻继续做实验,当把10Ω的电阻接入电路后,小明应将滑片P向_______端移动至适当的位置,目的是_______。
(5)小明实验所选用的滑动变阻器应该是_______。如果小明没有正确选用滑动变阻器,在实验中就会现这样的情况,当把_______Ω的电阻接入电路时,发现无论怎样移动变阻器的滑片,都无法使电压表的示数达到实验要求的数值。
(5分)在“比较不同物质吸热的情况”的实验中,所用实验装置如图甲所示。
(1)在两个相同的烧杯中加入初温相同、_______相同的水和煤油(ρ水>ρ煤油)。选用相同规格的电加热器,其目的是为了使水和煤油在相同时间内_______。
(2)水和煤油的温度随时间变化的图象如图乙所示,根据图甲可判断出a物质是_______,根据图乙可判断出_______的吸热能力强。
(3)实验结果表明,不同物质的吸热能力不同,物质在这种性质上的差别用_______这个物理量来描述。
(9分)如图是某家用电饭锅的简化电路图,电饭锅工作时有加热和保温两种状态。当开关S闭合时电饭锅处于加热状态,其加热功率为880W,已知R2=495Ω,求:
(1)电饭锅在加热状态下工作0.1h,消耗的电能是多少焦耳?
(2)电饭锅处于加热状态时,电路中的电流是多大?
(3)电饭锅处于保温状态时的电功率是多大?
(8分)交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理如图所示,电源电压恒为9V。图中R1为酒精气体传感器,它的实质是一个电阻值随酒精气体浓度增大而减小的可变电阻。当酒精气体的浓度为0时,R1的阻值为80Ω,电压表的示数为1V。求:
(1)酒精气体浓度为0时电路中的电流是多少?
(2)R2的阻值是多少?
(3)某驾驶员对着测试仪吹气10s,若电压表的示数达到3V,就表明驾驶员醉驾,此时酒精传感器R1的阻值是多大?
(6分)如图是某太阳能热水器,向其中注入50kg水,阳光照射一段时间后,水温从10℃升高到50℃,已知c水=4.2×103J/(kg·℃)。求:
(1)热水器中的水从10℃升高到50℃所吸收的热量是多少?
(2)如果这些热量由效率为20%的火炉燃烧煤炭来提供,至少需要燃烧多少千克煤炭?(煤炭的热值q=3×107J/kg)。
在寒冷的冬天,当人感觉自己的手很冷时,通常会采用“搓手”和“哈气”两种方法使手变热,如图所示。请用所学物理知识解释两种方法各是怎样使手变暖的。