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小明家电热水器的简化电路图如图所示,S1是手动开关,置于热水器水箱外部;S2是温...

小明家电热水器的简化电路图如图所示,S1是手动开关,置于热水器水箱外部;S2是温控开关,置于热水器水箱内部.当水温低于40℃时自动闭合,达到40℃时自动断开;R1R2均为用来加热且阻值不变的电热丝.使用时,手动闭合开关S1,电热水器开始工作.电热水器部分参数如表所示:

额定电压
 

220V
 

频率
 

50Hz
 

保温功率
 

220W
 

加热功率
 

1980W
 

水箱容量
 

50L
 

设定温度
 

40℃
 

 

1)电热丝R1的阻值是多少?

2)加热时流过电热丝R2的电流是多少?

3)假设将初温20℃的一满箱水加热至设定温度用了50min,则电热水器的效率是多少?[水的比热容为4.2×103J/kg•℃),ρ=1.0×103kg/m3]

 

(1)电热丝R1的阻值是220Ω; (2)加热时流过电热丝R2的电流是8A; (3)假设将初温20℃的一满箱水加热至设定温度用了50min,则电热水器的效率是70.7% 【解析】试题分析:(1)当只有S1闭合时,R1单独工作,用电器处于保温状态, 由P=可得:R1===220Ω; (2)当两开关都处于闭合状态时,两电阻并联,处于加热状态, R2的功率为P2=P﹣P1=1980W﹣220W=1760W, 由P=UI可得电热丝R2的电流是: I2===8A; (3)由ρ=得: m=ρV=1.0×103kg/m3×50×10﹣3m3=50kg, 水吸收的热量为: Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×50kg×(40℃﹣20℃)=4.2×106J 由P=可得消耗的电能为: W=Pt=1980W×50×60s=5.94×106J 热水器的效率为: η=×100%=×100%≈70.7%.  
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考点分析:
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一个标有“220V40W”的电灯,接在照明电路中,求:

1)电灯的灯丝的电阻是多大?

2)正常工作2小时消耗多少度电能?

3)若加在电灯上的实际电压只有200伏,此时灯泡的实际功率是多少瓦?(设灯丝电阻不变)

 

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把一个标有“10V 3W”小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上(如图所示),小灯泡恰能正常工作.通过计算回答:

1)通过小灯泡的电流是多少?

2)串联在电路中的定值电阻的阻值多大?

3)该电路工作10s,定值电阻产生的热量是多少?

 

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某家庭用燃气热水器将质量为100kg,温度为10℃的自来水加热到50℃,消耗的天然气体积为1m3(天然气完全燃烧).水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值为3.2×107J/m3,求:

(1)天然气完全燃烧放出的热量;

(2)水吸收热量;

(3)该热水器的热效率.

 

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在做“决定电阻大小的因素”实验时,为了便于研究,而采用控制变量法,即每次需选两根合适的导线,测出通过它们的电流,然后进行比较,最后得出结论.如表:

导体代号

A

B

C

D

E

F

G

长度

1.0

0.5

1.5

1.0

1.2

1.5

0.5

横截面积

3.2

0.8

1.2

0.8

1.2

1.2

1.2

材料

锰铜

镍铬丝

锰铜

锰铜

镍铬丝

(1)为了研究电阻与导体      有关,应选导体A和导体     

(2)为了研究电阻与导体长度的关系,应选用导体      和导体     

(3)为了研究电阻与材料的关系,应选用导体      和导体     

 

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在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时灯丝电阻约为10Ω,所用滑动变阻器的最大阻值40Ω.

(1)请用笔画线代替导线在甲图中完成的实物电路的连接;

(2)同学们进行测试时,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表有示数,则电路中发生的故障可能是      (选填“小灯泡断路”、“小灯泡短路”或“滑动变阻器处断路”);

(3)某次实验中,同学们看到电压表示数为1.8V,要使小灯泡L正常发光应向      (选填“A”或“B”)端移动滑片,同时视线应注意观察      (选填“电流表”或“电压表”)示数,当灯正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定电功率是      W.

 

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