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图为小颖同学设计的电热水器的原理图,该电热水器具有加热、保温功能.图中电磁继电器...

图为小颖同学设计的电热水器的原理图,该电热水器具有加热、保温功能.图中电磁继电器(线圈电阻不计)、热敏电阻R、保护电阻R0、电压恒为6V的电源U1、导线等组成控制电路.当电磁铁线圈中的电流I<10mA时,继电器上方触点和触点c接通;当电磁铁线圈中的电流I≥10mA时,电磁铁的衔铁被吸下,继电器下方触点和触点a、b接通.热敏电阻中允许通过的最大电流I0=15mA,其电阻R随温度变化的规律如图,热敏电阻和加热电路中的三只电阻R1、R2、R3均置于储水箱中.已知R1=33Ω、R2=66Ω、R3=154Ω、U2=220V.

(1)衔铁被吸下时,加热电路的总电阻是多大?

(2)保温状态下,若加热电路的发热功率等于热水器散热功率的80%,求10分钟内热水器散失的热量;

(3)为使控制电路正常工作,保护电阻R0的阻值至少为多大?R0为该值,衔铁刚好被吸下时储水箱中水温是多少?

 

(1)22Ω;(2)1.65×105J;(3)60℃ 【解析】 (1)由电路图知:衔铁被吸下时,R1、R2并联,由并联电路的特点知 电路总电阻 答:衔铁被吸下时,加热电路的总电阻是22Ω。 (2)由电路图知,保温状态下:R2、R3、R串联,10min加热电路产生的热量 10分钟内热水器散失的热量 答:10分钟内热水器散失的热量是1.65×105J. (3)由由图2可知,热敏电阻的最小值是R=200Ω,当R最小,控制电路中的电流不超过最大值时,保护电阻R0阻值最小,由得:保护电阻R0的最小值 由题意知,衔铁刚好被吸下时,电路电流 I=10mA=0.01A 此时电流总电阻 此时热敏电阻 R=R总﹣R0=600Ω﹣200Ω=400Ω 由图2可知,此时水温为为60℃。 答:保护电阻R0的阻值至少为200Ω,衔铁刚好被吸下时储水箱中水温是60℃。  
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考点分析:
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在“探究电流与电阻的关系”实验中,现有器材如下:电源(电压恒定但未知)四个定值电阻R1(5Ω)、R2(10Ω)、R3(15Ω)、R4(20Ω),标有“XΩ 1A”的滑动变阻器(阻值模糊不清)。电压表(可用量程:0~3V、0~15V),电流表(可用量程:0~0.6A),导线、开关。

(1)设计并正确连接如图甲所示的电路,把定值电阻R1接入图甲中的A、B两点之间,将滑动变阻器的滑片移到最____端,闭合开关,移动变阻器的滑片,使电压表的示数为2V,电流表的示数应为____A。

(2)分别用定值电阻R2、R3、R4依次替换R1,重复(1)的实验步骤。根据所测得的四次实验数据绘制出I—R图象,如图乙所示,由图象可得出的结论是:__________________

(3)当使用定值电阻R4进行实验时,刚一闭合开关,就发现电压表的示数恰好为2V。为了用以上四个定值电阻完成实验并确保电路安全,应控制A、B两点之间的电压在_______范围内。

(4)使用定值电阻R1和R4进行试验过程中,读取数据时,滑动变阻器消耗的电功率之比为_______

 

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某物理兴趣小组利用图所示装置做探究电磁感应实验,得到如下记录表格(实验中磁铁不运动):综合分析上列实验记录,解答下列问题:

(1)感应电流产生的条件是

①电路必须是闭合的,该结论是分析比较实验序号_____得出的;

②分析比较实验序号 1234 得出的结论;_____

(2)影响感应电流的方向的因素是:

①导体的运动方向,该结论是分析比较实验序号_____得出的;

②磁场的方向,该结论是分析比较实验序号_____ 得出的。

 

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为了探究影响电磁铁磁性强弱的因素,某同学用铁钉制成简易电磁铁甲和乙,并设 计了如图所示的电路。

(1)当滑动变阻器滑片向左移动时,电路中的电流_____(选填“变大”、“不变”或“变小”), 电磁铁吸引大头针的个数_____(选填“增多”、“不变”或“减少”),说明电磁铁磁性_____(选填“变强”、“不变”或“变弱”);

(2)根据图示的情景可知,电磁铁_____(甲或乙)的磁性较强,电磁铁甲的上端是_____极。

 

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如图甲所示是小明常用的一个插线板。他在使用中发现:插线板上的指示灯在开关断开时不发光,插孔不能提供工作电压;而在开关闭合时指示灯发光,插孔可以提供工作电压;如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能提供工作电压。

(1)在图乙中画出开关、插孔、指示灯和指示灯的保护电阻的连接方式, 并把插线板和电源线接通;

______

(2)若指示灯规格为“4V20mA”,则指示灯的保护电阻应为_____Ω 时指示灯才能正常工作。

 

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下图所示是一种水位自动报警器的原理图.水位没有达到金属块A时,灯_________亮;水位达到金属块A时,由于一般的水是_________,灯______亮.

 

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