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现在电动自行车、电动汽车逐渐普及,它们都采用电动机来获得动力.某直流电动机的铭牌...

现在电动自行车、电动汽车逐渐普及,它们都采用电动机来获得动力.某直流电动机的铭牌上标有“220V 5.5kW”,电动机线圈的电阻为0.4Ω

1)电动机的工作原理是什么?

2)该电动机正常工作1h,消耗多少电能?电动机线圈产生多少热量?

3)在工作过程中,电动机因故障卡住无法转动,很快就闻到焦糊味道,请你从能量转化角度解释这个现象.

 

(1)通电导体在磁场中受到力的作用; (2)1.98×107J 9×105J; (3)线圈卡住无法转动,电能无法转化为机械能.消耗的电能全部转化为内能,因此产生大量的热,使线圈的温度迅速升高 【解析】 (1)电动机的工作原理可由电与磁的知识得出;(2)消耗的电能可由公式W=Pt得出,因为电动机的额定功率可通过铭牌得出,时间是1小时;电动机线圈产生的热量只能由焦耳定律求出,因为此时电流做的功并不都用来转化为热能,而将大部分的电能转化为机械能,只有少部分转化为热能,但焦耳定律的公式中需要有电流,故再由额定电压和额定功率计算出额定电流来,再通过焦耳定律求出线圈产生的热量;(3)如果电动机被卡住而不能转动,说明电能不再转化为机械能,而全部转化为热能,电动机因为短时间内放出大量的热而很快就闻到了焦糊的味道. (1)通电导体在磁场中受到力的作用; (2)电动机消耗的电能W=Pt=5.5kW×1h=5.5kWh=5.5×3.6×106J=1.98×107J. 由公式P=UI得,通过电动机的电流I==25A; 由焦耳定律可知Q=I2Rt=(25A)2×0.4Ω×3600s=9×105J; (3)线圈卡住无法转动,电能无法转化为机械能.消耗的电能全部转化为内能,因此产生大量的热,使线圈的温度迅速升高
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如图所示,电源电压为12V,并且保持不变,滑动变阻器R1的最大阻值为18ΩR212Ω,小灯泡L上标有“6V 3W”字样.

1)小灯泡L正常发光时的电阻是多大?

2)当S闭合,S1S2都断开时,要使灯泡正常工作,滑动变阻器接入电路中的阻值为多大?

3)闭合SS1S2,调节滑动变阻器,此时电流表示数为2.5A,求通电10min电流通过滑动变阻器做的功是多少?

 

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随着人们生活水平的提高,越来越多的家庭采用水地暖进行取暖.其原理是以温度不高于60 ℃的热水为热媒,在埋置于地面以下填充层中的管道内循环流动,加热整个地板,通过地面以热传递方式向室内供热的一种供暖方式(如图所示).

(1)某房间一段时间内循环流动的水质量为1 000 kg,进水温度为55 ℃,出水温度为40 ℃.这段时间里水向外界放出多少热量____?[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]

(2)“水地暖以水为媒介,是因为水的比热容较大,请具体说明为什么要利用这一特性____

 

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采用图的电路装置探究 “电流产生的热量跟什么因素有关”。接通电源,瓶内的空气被加热后膨胀,使U形管的液面发生变化,通过观察U形管的液面变化情况比较出瓶内电阻丝的发热多少。

(1)图所示是探究电流产生的热量跟_____的关系,通电一段时间_____(选填 “左瓶”或 “右瓶”)内的电阻丝产生的热量多。

(2)让实验装置冷却到初始状态,把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内,接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少。此时该装置是探究电流产生的热量跟_____的关系,通电时间和前面一样后电阻丝产生的热量_____(选填 “左瓶”、 “右瓶”、 “两瓶一样”)多。从U形管的液面变化情况来看要比上一次_____。(填“大”或“小”)

 

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在“测量小灯泡的电阻”实验中,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为2.5V

1)电路接通后,小明发现移动滑动变阻器的滑片使其接入电路的电阻减小时,电压表的示数也变小了,你认为电路连接中存在的错误是___________

2)改正电路后,他将测得的数据及计算结果填在下面的表格中:

物理量

1

2

3

4

电压U/V

2.5

2.0

1.5

1.0

电流I/A

0.30

0.26

0.22

0.20

电阻R/Ω

 

7.7

6.8

5.0

 

 

小灯泡正常发光时的电阻为____________Ω(保留一位小数)

3)分析表中的数据发现灯丝的电阻是变化的,这说明________。这种现象在生活中也有体现,例如家里的白炽灯在刚开灯的瞬间,灯丝________烧断(选填“容易”或“不容易”)

 

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某实验小组的同学探究电流与电压的关系时.用到如下器材: 

电源1个,电流表、电压表各1只.定值电阻(5Ωl0Ω15Ω1),滑动  变阻器1只,开关1个,导线若干;设计的电路如右图所示。

(1)这个实验使用了控制变量的方法,其中被控制的变量是_____,下面是他们获取几组实验数据。

电压U/V

2

4

6

8

10

电流I/A

0.40

0.80

1.20

1.60

2.00

 

(2)实验中他们选用的定值电阻阻值为_____Ω

(3)请在下图的坐标系上画出电流随电压变化的图象;

____

(4)分析表中的数据和图像,你得出的结论是_____

 

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