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某电饭锅的内部电路图如图所示,R1是加热电阻,阻值为48.4Ω,R2是限流电阻,...

某电饭锅的内部电路图如图所示,R1是加热电阻,阻值为48.4Ω,R2是限流电阻,阻值为484Ω,煮饭时,接通电源(220V 50Hz),闭合手动开关S1,电饭锅处于加热状态.当锅内实物温度达到103℃时,开关S1自动断开,断开后若无外力作用则不会自动闭合;S2是一个自动温控开关,当锅内食物温度达到80℃时会自动停止加热,当温度低于70℃时会自动加热保温.已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),请回答下列问题:

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(1)若接通电源后没有闭合开关S1,那么电饭锅能将饭煮熟吗?为什么?

(2)在保温和加热两种情况下,电饭锅消耗的电功率之比是多少?

(3)若在一个标准大气压下将温度为20℃、质量为2.5kg的水烧开需要16min40s,求电饭锅电能转化为内能的效率是多少?

 

(1)不能,因为当锅内温度达到80℃,S2自动断开,电饭锅进入保温状态; (2)在保温和加热两种情况下,电饭锅消耗的电功率之比是1:11; (3)电饭锅电能转化为内能的效率是84%. 【解析】 试题分析:(1)根据提干中开关S2的工作特点进行解答; (2)闭合手动开关S1时,电路为R1的简单电路,电饭锅处于加热状态,根据P=求出其大小;S1断开、S2闭合时,R1与R2串联,电饭锅处于保温状态,根据电阻的串联和P=求出保温功率,然后得出答案; (3)一个标准大气压下水的沸点是100℃,根据Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量,根据W=Pt求出消耗的电能,利用η=×100%求出电饭锅电能转化为内能的效率. 【解析】 (1)若不闭合S1,当锅内温度达到80℃时,S2自动断开,电饭锅进入保温状态,温度不会达到100℃,无法把饭煮熟; (2)闭合手动开关S1时,电路为R1的简单电路,电饭锅处于加热状态, 则P加热===1000W, S1断开、S2闭合时,R1与R2串联,电饭锅处于保温状态, 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和, 所以,电饭锅的保温功率: P保温===W, 所以,P保温:P加热=W:1000W=1:11; (3)一个标准大气压下水的沸点是100℃,则水吸收的热量: Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2.5kg×(100℃﹣20℃)=8.4×105J, 由P=可得,消耗的电能: W=P加热t′=1000W×(16×60s+40s)=1×106J, 电饭锅电能转化为内能的效率: η=×100%==84%. 答:(1)不能,因为当锅内温度达到80℃,S2自动断开,电饭锅进入保温状态; (2)在保温和加热两种情况下,电饭锅消耗的电功率之比是1:11; (3)电饭锅电能转化为内能的效率是84%. 【点评】本题取材于我们常见的电饭锅,考查了自动温控开关的特点和串联电路的特点、电功率公式、吸热公式、电功公式、效率公式的应用,可以激发同学们对物理的学习兴趣,同时能了解更多的生活常识.  
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考点分析:
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应急照明灯是在正常照明电源发生故障时,能持续照明而不间断工作的一类灯具,如图15所示.当照明电路突然停电时,应急照明灯通过自动控制电路及相关部件自动把灯泡跟蓄电池接通,从而实现自动应急照明.下表为某型号应急照明灯的主要技术数据:

应急照明光源    蓄电池

种类

数量

灯泡额定电压

应急照明功率

类别

额定电压

容量

灯泡

2只

2.4V

0.96W×2

Ni﹣Cd

2.4V

1.8Ah

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求:

(1)根据上述技术数据,判断两灯的连接方式,并简要说明理由.

(2)单只灯泡正常发光时的电流.

(3)单只灯泡正常发光时的电阻.

(4)根据蓄电池的“额定电压”和“容量”(容量“1.8Ah”指的是如果放电电流为1.8A,那供电时间约1小时),估算这种蓄电池最多可储存的电能.

(5)蓄电池充满电后,可以实现的最长连续应急照明的时间.

 

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如图所示,电源电压12V保持不变,小灯泡L的规格为”6V  3W”,滑动变阻器的最大阻值为12Ω,电流表的量程为0﹣3A.

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(1)当开关S1、S2都断开时,小灯泡L恰能正常发光,R1的阻值为多大?在10min内电流通过R1所产生的热量是多少?

(2)当开关S1、S2均闭合时,要使电流表安全使用,变阻器接入电路的阻值不得小于多少?R2的电功率的变化范围是多少?

 

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在课外活动中,老师给出了下列器材:电源(电压为6V)、一个定值电阻(9Ω)、一个滑动变阻器(最大阻值是30Ω)、电压表、电流表、开关、和导线若干.活动中小明同学设计的电路如图甲所示,在正确的连线和调节滑片,小明测出的数据如下表一所示.

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表一

实验次数

1

2

3

4

5

6

7

8

电压表示数(V)

4.5

4.0

3.5

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

电流表示数(A)

0.17

0.22

0.28

0.34

0.39

0.44

0.50

0.56

功率(W)

0.77

0.88

0.98

1.02

0.98

0.88

0.75

0.56

(1)现在请你用笔画线代替导线将图乙中的器材按照图甲所示的电路进行正确的连接(已经连接的导线不能改动).

(2)数据记录表格一中的“功率”是那个器材的功率?答:      .“功率”的变化情况是     

(3)小明通过分析数据提出了一个猜想:“在电源电压不变的情况下,图中的定值电阻和滑动变阻器的阻值相等时,滑动变阻器的功率最大”.为了验证猜想是否正确,小明用一个阻值为10Ω的电阻把原电路中的定值电阻换下,进行了一次验证,数据记录如下表二,

表二:

实验次数

1

2

3

4

电压表示数(V)

4.5

4.0

3.5

3.0

电流表示数(A)

0.15

0.20

0.25

0.30

变阻器电阻(Ω)

30.0

20.0

14.0

10.0

变阻器功率(W)

0.68

0.80

0.86

0.90

你认为小明这次验证实验能否验证其猜想?答:      (选填“能”或“不能”);理由是:     

(4)现实验室有三个定值电阻,阻值分别是20Ω,30Ω,40Ω.为了继续验证小明的猜想,应选择的电阻是      Ω,理由是:     

 

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关于电动机和发电机的研究中的有关问题,请根据要求解答.

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(1)如图1所示,使线圈位于两磁极间:

①通电后,图1中ab段导线的电流方向是      (填“由a到b”或“由b到a”),图1中导线所受磁场力的方向向上,则图2中ab段所受磁场力的方向     

②线圈转过图3所示的位置时,用      的办法可使线圈靠磁场力继续顺时针转动至少半圈.

③若把图1中的电源换为电阻,快速转动线圈,则电阻发热,此过程中机械能先转化为      能再转化为      能.

(2)图4是探究“怎样产生感应电流”的实验装置,ab是一根导体,通过导线、开关连接在灵敏电流计的两接线柱上.

①本实验中,如果      ,我们就认为有感应电流产生.

②闭合开关后,若导体不动,磁铁左右水平运动,电路      (填“有”或“无”)感应电流.

③小李所在实验小组想进一步探究“感应电流的大小跟哪些因素有关?”,小李猜想:“可能跟导体切割磁感线运动的快慢有关.”请你根据如图4所示的实验装置,帮助小李设计实验来验证她的猜想,你设计的实验做法是:     

 

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小明同学通过实验来学习熔化和沸腾的有关知识,请根据他做的实验回答问题.

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(1)小明同学用如图1甲所示装置探究萘熔化时温度的变化规律,并根据实验数据描出萘熔化时温度随时间的变化图象,如图1乙所示,请回答下列问题:

①将装有萘的试管放入水中加热,而不是用酒精灯直接对试管加热,这样做不但能使试管受热均匀,而且萘的温度上升速度较      (选填“快”或“慢”),便于及时记录各个时刻的温度.

②除图1甲所示实验器材外,还需要的实验器材有火柴和     

③分析图象乙可获得的信息有(填两条即可):           

(2)小明班同学做“观察水的沸腾”实验时,三组同学分别从图2中的A、B两套器材中任选一套来完成实验.(实验室已准备多套A、B装置)

①一组同学发现所测水的沸点高于100℃,他们选择的是      (选填“A”或“B”)套装置.

②二三两组同学虽然选用的实验装置相同,但水开始沸腾的时刻不同,他们绘制的沸腾图象如图2C所示,a、b两种图象不同的原因是水的      不同.

③通过图象可知水沸腾过程的特点是           

 

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