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某品牌电热水器有高温、中温和低温三挡,简化电路如图所示。R1、R2均为加热电阻(...

某品牌电热水器有高温、中温和低温三挡,简化电路如图所示。R1R2均为加热电阻(温度对电阻的影响忽略不计),热水器中温挡功率为1000 W,低温挡功率500 W。若电热水器中已装满质量为40 kg、温度为25 ℃的水,它能够把水加热到的最高温度为75 ℃,已知水的比热容c = 4.2 × 103J/kg·),电源电压为220 V。求:

1)用该电热水器把40 kg、25的水加热到最高温度需要吸收的热量;

2R1R2的电阻值;

3)高温挡的电功率;

4)若加热电阻产生的热量有84%被水吸收,用该电热水器把40 kg25 ℃的水加热到最高温度,需用高温挡加热多少秒?

 

(1)8.4 × 106 J;(2)48.4 Ω;(3)2000 W;(4)5000 s。 【解析】 (1)水加热到最高温度时需要吸收的热量: ; (2)由电路图可知,当S1断开,S2接b时,R1、R2串联,电路总电阻最大,电源电压U一定,由可知,此时总功率最小,电热水器处于低温挡;同理可知,当S1闭合,S2接a时,R1、R2并联,总电阻最小,总功率最大,电热水器处于高温挡,所以,当S1闭合,S2接b时,只有R1连入电路,此时电热水器处于中温挡,则电热丝R1的阻值: , 低温挡时电路的总电阻: , 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R2的电阻值: ; (3)当S1闭合,S2接a时,R1、R2并联,电热水器处于高温挡,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,高温挡的电功率: ; (4)由可得,加热水消耗的电能: , 由可得,需要用高温挡的加热时间: 。 答:(1)用该电热水器把40kg、25℃的水加热到最高温度需要吸收的热量为8.4×106J; (2)R1、R2的电阻值均为48.4Ω; (3)高温挡的电功率为2000W; (4)若加热电阻产的热量有84%被水吸收,用该电热水器把40kg、25℃的水加热到最高温度,需要用高温挡加热5000s。  
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考点分析:
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百公里油耗指的是汽车在道路上行驶时每百公里平均燃料消耗量,是汽车耗油量的一个衡量指标。由于多数车辆在90 km/h接近经济车速,因此对外公布的理论油耗通常为90km/h的百公里匀速油耗,某品牌汽车行驶100 km油耗为8 L,汽车发动机的输出功率为 25 kW(已知汽油的密度为0.75 × 103 kg/m3,热值为4.5× 107 J/kg)。求:

1)汽油在燃烧的过程中,将________能转化为________能,汽油用掉一半时,其热值________(选填变大“变小”或“不变”)。

28 L汽油完全燃烧放出的热量____________

3)行驶100 km时间内发动机所做的功___________

4)该品牌汽车发动机的热机效率__________(百分号前保留整数)。

 

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小亮在做测量小灯泡电阻的实验中,连接了如图所示的实物图,所用小灯泡正常发光时两端电压为2.5 V

1)闭合开关,若发现灯泡不亮,电流表指针几乎不偏转,电压表示数接近电源电压,则电路故障可能是___________;若发现灯泡不亮,电流表有较大示数,电压表示数为零,则故障的原因是___________

2)闭合开关,若发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来应进行的操作是___

3)排除故障后,小亮分别测出小灯泡的几组电压和电流值,记录在表格中,

实验次数

1

2

3

U/V

2.0

2.5

2.8

I/A

0.22

0.25

0.26

R

 

 

 

 

 

3)分析表中数据可以得出:小灯泡正常发光时的电阻为 ________Ω;灯泡的电阻是变化的,你认为影响其变化的主要因素是__________

4)完成上述实验后,小亮看到滑动变阻器的铭牌模糊不清,于是想测量滑动变阻器的最大阻值Rx。他找来一个已知阻值为R0的定值电阻替换了灯泡,同时撤去了电流表,并利用余下的器材(电压未知的电源、量程合适的电压表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干),在不改动电压表位置及连线的情况下,很快测出了Rx的大小,小亮设计的电路图。

如图所示,请你结合电路图将实验过程及滑动变阻器的最大阻值R,的表达式补充完整:

___________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

Rx=___________________________________________________________________。(用已知量和测量的物理量的字母表示)

 

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为完成探究电流与电阻的关系实验,小海同学从实验室取得以下器材:电压恒为4.5V的电池组、电流表、电压表、开关、5 Ω10 Ω25 Ω的定值电阻各一个,规格为“40 Ω 1A”的滑动变阻器一个、导线若干。

1)请用笔画线代替导线,在图甲中将实物电路连接完整。要求:滑片P向右滑动时电流表示数变大;

_________

2)小海将10 欧电阻接人电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,直到电压表示数如图乙所示,记为_________V,并记录电流表的示数;接着保持滑片位置不变,将电阻换为25 欧,为保证电压表的示数不变,应向_________(选填“左”或“右”)移动滑片;

3)通过实验得到电流随电阻变化的图像如图丙所示,由此可知:导体两端的________一定时,通过导体的电流与导体的电阻成________比。

4)在小海实验基础上,为了得到更多组数据,需要更多规格的定值电阻,则选用的定值电阻最大阻值不允许超过________ Ω

 

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有两组同学用如图甲所示的装置进行观察水的沸腾的实验。

1)实验过程中装置错误的地方是______________________________________

2)水沸腾时气泡变化情况应该如图乙中________(选填“ A”“ B ”)所示。

3)实验中,两组同学用相同的酒精灯加热,水从开始加热到沸腾所用的时间相同,如图丙所示,则他们所用水的质量的大小关系为ma_______mb(选填“>”、“<”或“=”)。

4)小明和小华也分别利用质量相等的水按图甲装置同时进行实验,正确操作,却得出了如图丁所示的两个不同的图线,原因可能是__________________

 

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如图所示是一个未连接完成的实物电路图,请根据要求用笔画线代替导线完成电路连接。要求:①滑动变阻器只控制灯泡L2的亮度,滑片P右移,灯泡L2变亮;②L2和滑动变阻器串联后的电路与灯泡L1并联;③电流表测量干路中的电流,导线不能交叉。

_______________

 

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