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我国北方冬天比较寒冷,许多家庭安装了一种利用电来取暖的床﹣﹣“韩式电热坑”.其工...

我国北方冬天比较寒冷,许多家庭安装了一种利用电来取暖的床﹣﹣韩式电热坑.其工作电路可简化为如图所示,其中K为保护开关,平常处于闭合状态,当温度超过某一警戒温度时自动断开,扇形导体S为旋转型选档开关,可绕0点旋转,每次都和相邻的两触点同时接触,从而实现关、低、中、高四个档位的转换(档位顺序未知,电功率越大档位越高).小明在家里利用所学的物理知识来测量该电热炕的电功率.他先关闭家里其它所有的用电器,然后将S旋转到与触点1、2连接,观察发现家里标有“3000r/(kW•h)”的电能表的转盘在1min内刚好转了20转.已知R1R2是发热电阻,R2的阻值是R12倍,其它电阻忽略不计,小明家电压恒为220V.完成下列问题:

(1)S与触点1、2接触时,电热炕功率是多少?   

(2)当电热坑处于低档时,电路中通过O点的电流是多少?   

(3)当该电热炕处于低档,且正常工作30min,所消耗的电能可使1.8L水从25℃升高到多少摄氏度?[无热损失,c=4.2×103J/(kg•℃),结果保留1位小数]

 

(1)400W;(2)0.9A;(3)72.6℃ 【解析】试题(1)分析可知,当S与触点1、2接触时,电路为R1的简单电路,1min内电热炕消耗的电能W1=20r/3000r/(kW•h)=1/150kW•h=2.4×104J,由P=W/t可得,电热炕功率P1=W1/t=2.4×104J/60s=400W; (2)由P=U2/R可得,R1=U2/P1=(220V)2/400W=121Ω,当S与触点3、4接触时处于抵挡,此时只有R2工作,电路中通过O点的电流;I=U/R2=U/2R1=220V/242Ω≈0.9A;(3)由ρ=m/V可得,1.8L水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×1.8×10﹣3m3=1.8kg,当该电热炕处于低档,且正常工作30min,所消耗的电能W2=UIt=220V×10/11A×30×60s=3.6×105J,W2=Q=cm△t,即3.6×105J=4.2×103J/(kg•℃)×1.8kg×(t﹣25℃), 解得t=72.6℃,即水温能升高到72.6℃。
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考点分析:
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如图是用滑轮组提升物体A的示意图,物体A受到的重力大小为GA.在匀速竖直提升物体A的过程中,物体A上升的速度大小为vA,滑轮组的机械效率为η.已知:GA=100N,vA=0.4m/s,η=80%,绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计。求:

(1)绳子自由端的拉力大小F;

(2)动滑轮所受的重力大小G

(3)拉力F做功的功率P。

 

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小明在学习物质的比热容,取相同质量的水和沙子,用相同的酒精灯加热,测得它们升高温度如表,并图乙中作出沙子升高温度随间变化图线.

加热时间/min

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

升高的温度/℃

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

沙子

4.3

7.9

15.2

18.4

21.5

 

 

 

 

 

 

(1)用温度计测量水的初温如图甲所示,其读数为__________℃。

(2)实验中选用相同的酒精灯加热,可以认为相同时间内水和沙子__________相同

(3)请利用表中数据图乙中作出表示升高温度随间变化规律图线。

(4)沙子在1.0~1.5min内升高温度有显异常,其主要原因是__________。

(5)小明再用50g水和100g做实验,以吸收热量Q为纵坐标,升高温度△t为横坐标,分别画出50g水和100g水的Q-△t图象.它们都是过原点直线,即Q=kt.进一步分析,发现这两条直线k值与对应水的__________之相等。

 

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如图所示是小明同学在做“探究物体的动能与什么因素有关”的实验,他进行了以下操作:

步骤一:让铁球甲从斜面F点滚下打到一个木块上,推动木块从位置A移动到位置B。

步骤二:让铁球甲从斜面E点滚下,推动木块从位置A移动到位置C。

步骤三:换一质量更大的铁球乙从斜面E点滚下,推动位置A的木块。

(1)实验中是通过比较木块移动的距离来比较动能大小的;如图物理问题的研究中,用到这一研究方法的是_____(选填序号)。

(2)分析步骤一、二,得出的结论是:_____

在“步骤二”和“步骤三”中,甲、乙两球都从相同位置的E点滚下,是为了小球刚推动木块时的_____相同。

(3)步骤三实验中,木块被推动滑出了水平面,现在需要重做步骤三,甲同学建议换较大的木块,乙同学建议将铁球乙从F点滚下,你认为应该采用_____同学的建议。

(4)实验中,木块在水平面最终停下,请从能量转化角度解释木块停下的原因:_____

 

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小梅家有一把既能吹冷风又能吹热风的电吹风。将电吹风的插头插入插座,只闭合开关S1时,吹风机工作,电吹风吹出的是冷风;将开关S1、S2都闭合,吹风机和电热丝同时工作,电吹风吹出的是热风;断开S1,它们都不工作。吹风机的电路符号可以用电动机的符号代替,请在答题纸上指定位置画出这把电吹风的电路图。

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为使杠杆OBC在如图所示的位置平衡,请在图中作出作用在杠杆上的最小力F示意图及其力臂L1

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