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科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温水箱温控电路(设环境温度不高于20℃),由工...

科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温水箱温控电路(设环境温度不高于20℃),由工作电路和控制电路组成.工作电路中的电热器上标有“220V  2000W”的字样;控制电路中热敏电阻Rt作为感应器探测水温,置于恒温水箱内,其阻值随温度变化的关系如图乙所示,R1为滑动变阻器.电磁铁产生的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图丙所示,衔铁只有在不小于3N吸引力的作用下才能被吸下.闭合开关S(不计继电器线圈的电阻).

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(1)用电热器给恒温箱中100kg的水加热,正常工作20min时,水温由20℃升高到25℃,求电热器的加热效率?

(2)调节滑动变阻器,使R1=280Ω,为了把温度控制在25℃左右,设定在水温低于25℃时自动加热,在水温达到25℃时停止加热,求控制电路中的电源电压U是多少?

(3)设控制电路中电源电压U不变,将水箱中水温由25℃的恒温调节到30℃的恒温,应  (填“增大”或“减小”)滑动变阻器接入电路中的阻值.

 

(1)87.5%;(2)36V;(3)增大 【解析】 试题分析:(1)水吸收的热量是:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×(25℃﹣20℃)=2.1×106J; 电热器消耗的电能W=Pt=2000W×20×60s=2.4×106J,电热器的加热效率η=Q吸/W=2.1×106J/2.4×106J=87.5%; (2)当水温达到25℃时停止加热,由图乙可知,热敏电阻的阻值为:Rt=80Ω,则根据串联电路的总阻值等于各电阻之和可知:电路中的总电阻是R总=Rt+R1=80Ω+280Ω=360Ω,衔铁受到3N的吸引力,由图象丙可知,控制电路中电流为:I=100mA=0.1A,由欧姆定律得:电源电压U=IR总=0.1A×360Ω=36V; (3)要将空调启动的温度调高,则热敏电阻的阻值将减小,由I=U/(Rt+R1)可知,当电源电压一定时,热敏电阻越小,则滑动变阻器接入电路的阻值应增大。 【考点定位】电热综合题  
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考点分析:
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如图所示,不计外壁厚度且足够高的柱形容器置于水平桌面上,容器的底面积为150cm2.现将一边长为0.1m、质地均匀的正方体物块放在容器底部,当缓慢持续地向容器中注入400cm3的水时,物块对容器底部的压力恰好为零.求:

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(1)水对容器底部的压强是多少?

(2)物块受到水的浮力是多少?

(3)再次向容器中缓慢注水,当容器中水的深度达到12cm时停止注水,第二次注入水的质量是多少?

 

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如图所示,电源电压为10V.当开关S1闭合、S2B时,电流表的示数为1A;当开关S1断开、S2B时,电流表的示数是0.2A.求:

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(1)R1R2的阻值各是多少?

(2)当开关S1闭合、S2A时,电路消耗的总功率是多少?

 

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如图所示,是测量滑轮组机械效率的实验装置.

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(1)用弹簧测力计竖直向上缓慢拉动重为5N的钩码,由图示可知拉力大小为  N,将弹簧测力计向上移动12cm,则钩码上升的高度为  cm,该滑轮组的机械效率是  (结果保留到0.1%).

(2)提高机械效率的主要办法是改进结构,使它更轻巧.若如图装置中动滑轮的重为G1,用它提升一重物,滑轮组的机械效率为75%;改用一个轻质材料制作的重为G2的动滑轮后,再提升同一重物,滑轮组的机械效率提高到了90%,则G2与G1之比为  (不计绳重及各处的摩擦).

 

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在“测量小灯泡的电功率”实验中,选用的小灯泡上标有“2.5V”字样.

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(1)小华连接了如图甲所示的电路,闭合开关前,小明发现有一根导线连接错误,请你用笔在图中这根导线上画“×”,并重新画一根正确连接电路的导线(导线不能交叉).

(2)正确连接电路后,将滑动变阻器调到最大阻值.闭合开关,调节滑动变阻器,当小灯泡两端的电压是2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则通过小灯泡的电流是  A,小灯泡的额定功率是  W.

(3)小华按照正确方法进行了多次实验,测量数据和观察到的现象如下表所示.

实验序号

1

2

3

4

5

6

7

发光情况

明亮

较亮

较暗

微光

熄灭

熄灭

电压U/V

2.5

2.1

1.7

1.3

0.9

0.5

0.1

电流I/A

0.26

0.24

0.21

0.19

0.16

0.05

分析实验数据可知:

①由第1次到第7次的实验可知,滑动变阻器的滑片P是逐渐向  (填“a”或“b”)端移动的.

②小灯泡的实际功率越  (填“大”或“小”),小灯泡就越亮.

③在不同电压下,小灯泡的电阻不同,是因为灯丝的电阻与  有关.

 

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小明利用凸透镜成像规律的装置做了以下一些探究活动.

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(1)调节蜡烛、凸透镜、光屏的位置,在光屏上得到了烛焰清晰的像,他用手指指尖触摸到了凸透镜的上半部分,这时观察到光  (填“会”或“不会”)出现指尖的像,光屏上烛焰的像会变 (填“亮”或“暗”)些.

(2)将一只眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上原来烛焰清晰的像变模糊了,使光屏远离透镜,又能在光屏上看到烛焰清晰的像.由此可见,这只眼镜片是  (填“近视”或“远视”)眼镜片,这种眼镜片对光线有  (填“会聚”或“发散”)作用.

 

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