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小明家新安装了一台如图所示的太阳能、电能两用热水器.平常使用太阳能,在阳光不足时...

小明家新安装了一台如图所示的太阳能、电能两用热水器.平常使用太阳能,在阳光不足时,用电热丝辅助加热.热水器铭牌如下.

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(1)电热水器正常工作时,电热丝的电阻和电流各是多少?

(2)太阳能热水器贮满水,水温从20℃加热到50℃时吸收了多少热量?(1L=10﹣3m3

(3)若通过完全燃烧天然气加热一满箱水,使其温度从20℃升高到50℃时,不考虑热量的损失,需要多少m3天然气?(天然气的热值为4.0×107J/m3

(4)由于寒冷阴雨,太阳能热水器只将水加热到35℃,现要通过电热丝将水加热到50℃使用,需电加热器正常工作多长时间?(设电能全部转化为内能)

××牌热水器

型号HM﹣20

集热管数28支

额定频率50Hz

水箱容积200L

集热管管长180cm

额定电压220V

防水等级A

系统承压3.0MPa

额定功率4400W

 

(1)电热水器正常工作时,电热丝的电阻和电流各是11Ω、20A; (2)太阳能热水器贮满水,水温从20℃加热到50℃时吸收了2.52×107J; (3)不考虑热量的损失,需要0.63m3天然气; (4)现要通过电热丝将水加热到50℃使用,需电加热器正常工作2864s的时间. 【解析】 试题分析:(1)由电热水器的铭牌信息可知额定电压及额定功率,则由功率公式可求得正常工作时的电流;再利用欧姆定律可求得电阻; (2)已知水的体积和密度,根据公式m=ρV可求水的质量;再利用公式Q吸=cm(t﹣t0)可求水吸收的热量; (3)由题知,Q吸=Q放=Vq,据此求需要天然气的体积; (4)求出水从35℃加热到50℃吸收的热量,由题知W电=Q吸,再由公式t=求电加热器正常工作时间. 【解析】 (1)∵电热水器正常工作, ∴U=U额=220V,P=P额=4400W; ∵P=IU ∴电热水器正常工作时的电流: I===20A; 热水器电热丝的电阻: R===11Ω; (2)水的质量: m=ρ水V=1000kg/m3×200×10﹣3m3=200kg; 吸收太阳的热量: Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×200kg×(50℃﹣20℃)=2.52×107J; (3)由题知,Q吸=Q放=Vq,所以需要天然气的体积: V===0.63m3; (4)水从35℃加热到50℃吸收的热量: Q吸′=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×200kg×(50℃﹣35℃)=1.26×107J, 由题知,W电=Q吸′, ∴电加热器正常工作时间: t==≈2864s. 答:(1)电热水器正常工作时,电热丝的电阻和电流各是11Ω、20A; (2)太阳能热水器贮满水,水温从20℃加热到50℃时吸收了2.52×107J; (3)不考虑热量的损失,需要0.63m3天然气; (4)现要通过电热丝将水加热到50℃使用,需电加热器正常工作2864s的时间. 【点评】本题为电功和热量的综合计算题,考查了电能的计算、热量的计算、电流和电阻的计算,知识面广,难度大,要求学生要掌握各方面的知识,才能解决综合性的问题.  
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考点分析:
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如图所示电路图中,R0为定值电阻,R′为电阻箱.先将开关S拨到触点1,调节电阻箱阻值R′=20Ω时,电流表示数I1=0.3A.再将开关S拨到触点2,电流表示数变为I2=0.2A.

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(1)求电源电压U;

(2)求定值电阻R0的阻值;

(3)开关S拨到触点2时,定值电阻R0消耗的功率P0是多少?

 

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小明和小红利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”.质量相等的两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,甲烧瓶中的金属丝是铜丝,电阻比较小,乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝,电阻比较大.温度计显示煤油的温度.

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(1)实验中,小明和小红发现      烧瓶中温度计的示数升高快.这表明:在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越      ,产生的热量越多.

(2)小明提议利用该装置改成“比较水和煤油比热容的大小”的实验,则他们应将其中一烧瓶中的煤油换成      相等的水;将甲烧瓶中的铜丝换成镍铬合金丝,并且与乙烧瓶中的镍铬合金丝的      相等.通过实验观察,发现装有      (选填“水”或“煤油”)的烧瓶中温度计的示数变化较大,说明水比热容较大.

 

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在“测定定值电阻阻值”和“测量小灯泡电功率”的实验中:

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(1)某一小组正确连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某一位置时,观察到电流表的示数为0.4A,电压表示数如图甲所示,则定值电阻阻值为      Ω.

(2)测出电阻后,将电路中的定阻电阻换成一个额定电压为3V的小灯泡,测量小灯泡的电功率.图乙是重新连接的不完整的电路,请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整.(要求:滑片P向左移动时,小灯泡变亮)

(3)闭合开关后,调节滑动变阻器滑片P,使电压表示数为      V时,小灯泡正常发光,如果此时电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是      W.

(4)另一实验小组同学,按正确方法完成实验后,分别绘制了“定值电阻”和“小灯泡”的U﹣I图象如图丁所示,则表示“小灯泡”的U﹣I图象的是      (填“a”或“b”),这样判断的依据是     

 

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在图中,开关闭合后磁感线的形状如图所示,请标出磁铁A的磁极和磁感线的方向.

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去年暑假小科同学去外地旅游时,发现在公交车后门的两侧扶手上,各装有一个按钮(如图甲所示,相当于一个开关),想要下车的乘客只要按下任何一个按钮,装在驾驶台上的电铃都会发声,提醒司机有乘客需要下车.这里面的电路是怎样设计的?请你帮小科把图乙中的各元件符号连接成符合要求的电路图.

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