某物理兴趣小组的同学,用煤炉给 10kg 的水加热,同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温 随时间变化的图线。若在 6min 内完全燃烧了 2kg 的煤,水的比热容为 4.2×103J/(kg·℃)煤的热值约为 3×107J/kg。 求:
(1)煤完全燃烧产生的热量。
(2)经过 6min 时间加热,水所吸收的热量。
(3)煤炉烧水时的热效率。
材料的电阻与温度有关。进一步研究表明:在温 度变化范围不太大时,电阻随温度的变化可以近似地表示为如下 关系式:R=R0(1+at),其中,R 是温度为 t 时的电阻,R0 是温 度为 0℃的电阻,a 称为电阻温度系数,单位是℃-1,下面列出一 些材料在 0~120℃的电阻温度系数:
(1)从表格中看出,随温度升高,碳棒的电阻将_____(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)如图是 R-t 图像,其中____(填“A”或“B”)表示金属电阻随温度变化的规律。
(3)在所列材料中,最适合做定值电阻的材料是_____。
(4)在一根钨导线,在 0℃时的电阻为 100Ω,则在 100℃时的电阻约为____Ω。
学习“焦耳定律”后小明想到两个问题:如果用两种液体来 做实验会怎样?如果将两个电阻并联又会怎样?于是他用一个电压恒定的电 源,两个电加热器等相关器材进行探究,其中两个电加热器的电阻分别为 R1、R2(R1<R2,不计热量损失)。
(1)请你帮小明完成这两个问题的探究.
①他在两个烧杯中分别放入质量和初温均相等的纯水和煤油,如图是他 组成电路的一部分.通电一段时间后,电阻_____(选填“R1”或“R2”) 应放出的热量多.但小明却发现甲杯中温度升高得快.你认为产生这种现象的原因是____________.
②待两个电加热器冷却后,小明用刚才的实验器材组成了并联电路,他在两个烧杯中都更换成______和____相等的煤油,同时工作一段时间后,发现 R1 所在烧杯中的煤油温度升高得快,这说明当_____相同时,电阻越____,产生的热量越多. (2)小明想到,生活中的一些大功率用电器.如电炉、空调等,在使用插座时,有时会烧坏插座,有经验的电工只需将原来的钢质插头更换成铜质插头,这样就可以解决问题.这是因为铜质插头的电阻比钢质插头的电 阻_____,在相同时间内产生的热量_____.
在“测定小灯泡的额定功率”实验中,小明同学用一个电压表、一个电流表、一个开关、电压 大于 5V 的电源、额定电压为 3.8V 的小灯泡和一个标有“20Ω 1.5A”的滑动变阻器,设计的电路如图甲所示。
(1)如果小灯泡的额定功率小于 2 W,电流表的量程应选_____A。
(2)电路接好后,闭合开关,发现小灯泡特别亮,电压表与电流表的示数较大.电路连接无误,接下来应进行的操作是_____,_____(两空按操作步骤先后顺序填写字母代号)。 A.更换电池或小灯泡 B.检查电路是否短路 C.移动滑动变阻器滑片至最大值位置 D.断开电路开关
(3)在实验中,若电压表示数为 2 V,则灯泡的实际功率____ 额定功率(填“>”、“<”或“=”);在此基 础上,为了能测出灯泡的额定功率, 必须将滑片向____ (填“左”或“右”),当电压表的示数为____V 时小灯泡正常发光,此时电流表示数为 0.4 A,则灯泡的额定功率为_____W。
小明利用实验探究通过电阻的电流跟电阻两端的电压的关系。 (1)请你根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线,将图乙中的器材连接起来,要求:变阻器滑片向右移动时,电流表示数变小,导线不能交叉。
(2)小明连接好电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑片 P,电流表示数始终为 0,电压表示数约 6V, 则电路中出现的故障可能是____________。
(3)小明排除故障后继续实验,通过调节滑动变阻器,改变定值电阻 R 两端的电压,测得电流、电压的值 如表。分析表中的数据可以得出结论:___________。
定值电阻 | 实验次序 | 电压 U/V | 电流 I/A |
| 1 | 1.5 | 0.3 |
R=5Ω | 2 | 3.0 | 0.6 |
| 3 | .4.5 | 0.9 |
(4)小明将电阻换成一个额定电压为 2.5V,阻值约为 10Ω 的小灯泡,进行“测量小灯泡的额定电功率”的实验:为了使实验更准确,需要对电路连接进行改进,你的改进是______,实验时调节滑动变阻器的滑片使 电压表的示数为 2.5V 时,电流表的示数如图丙所示,其读数为____A,则小灯泡的额定功率是____W。
如图所示电路中有两个小灯,请在圆圈内,分别填入电灯、电流表和电压表的符号,要求开关闭合时两灯均能发光,且两电表的示数均不为零。