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科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温水箱温控电路(设环境温度不高于20℃),由工...

科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温水箱温控电路(设环境温度不高于20℃),由工作电路和控制电路组成。工作电路中的电热器上标有“220V 2000W”的字样;控制电路中热敏电阻Rt作为感应器探测水温,置于恒温水箱内,其阻值随温度变化的关系如图乙所示,R1为滑动变阻器。电磁铁产生的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图丙所示,衔铁只有在不小于3N吸引力的作用下才能被吸下。闭合开关S(不计继电器线圈的电阻)。

(1)用电热器给恒温箱中100kg的水加热,正常工作20min时,水温由20℃升高到25℃,求电热器的加热效率?_____

(2)调节滑动变阻器,使R1=280Ω,为了把温度控制在25℃左右,设定在水温低于25℃时自动加热,在水温达到25℃时停止加热,求控制电路中的电源电压U是多少?____

(3)设控制电路中电源电压U不变,将水箱中水温由25℃的恒温调节到30℃的恒温,应______(填“增大”或“减小”)滑动变阻器接入电路中的阻值。

 

87.5% 36V 增大 【解析】 (1)水吸收的热量是 Q吸=cmt=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(25℃﹣20℃)=2.1×106J 电热器消耗的电能 W=Pt=2000W×20×60s=2.4×106J 电热器的加热效率 (2)当水温达到25℃时停止加热,由图乙可知,热敏电阻的阻值为Rt=80Ω,则根据串联电路的总阻值等于各电阻之和可知:电路中的总电阻是 R总=Rt+R1=80Ω+280Ω=360Ω 衔铁受到3N的吸引力,由图像丙可知,控制电路中电流为 I=100mA=0.1A 由欧姆定律得:电源电压 U=IR总=0.1A×360Ω=36V (3)要将空调启动的温度调高,则热敏电阻的阻值将减小,由可知,当电源电压一定时,热敏电阻越小,则滑动变阻器接入电路的阻值应增大。 答:(1) 电热器的加热效率为87.5%; (2) 控制电路中的电源电压U是36V; (3) 应增大滑动变阻器接入电路中的阻值。  
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考点分析:
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如图甲所示,有一体积、质量忽略不计的弹簧,其两端分别固定在容器底部和正方体形状的物体上。已知物体的边长为10cm。弹簧没有发生形变时的长度为10cm,弹簧受到拉力作用后,伸长的长度L与拉力F的关系如图乙所示。向容器中加水,直到物体上表面与液面相平,此时水深24cm。求:

1)物体受到的水的浮力。

2)物体的密度。

3)打开出水孔,缓慢放水,当弹簧处于没有发生形变的自然状态时,关闭出水孔。求放水前后水对容器底部压强的变化量。

 

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如图所示,电源电压恒定,R1的阻值为20ΩR2的阻值为10Ω。当S闭合,S1、S2断开时,电流表的示数为0.4A

(1)求电源电压;

(2)求通电10s内电路消耗的电能;

(3)S、S1、S2都闭合时,电流表的示数变化了0.3A,求R3的阻值。

 

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在“测量小灯泡的电功率”的实验中,电源电压6V恒定不变,小灯泡的额定电压为2.5V(电阻约为)。

(1)请用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整(要求滑片向左移动时灯泡变亮);________

(2)闭合开关前,应将滑片移到______端(选填“A”或“B”)。电路中滑动变阻器起到了保护电路元件安全和________的作用;

(3)闭合开关,发现灯泡不亮,移动滑片灯泡仍不亮。突然小芳的文具盒掉到桌上,灯泡亮了。小明敲了几下桌子,灯泡又熄灭了。出现这种故障的原因是______

A.开关短路     B.灯泡短路     C.电压表断路     D.灯泡接触不良

(4)排除故障,再次闭合开关,移动滑片,当电压表的示数为_______V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为________W;此时若将滑片PB端移动到某一位置,则小灯泡的实际功率________额定功率(选填“大于”“等于”或“小于”);

(5)现有规格为“10Ω  2A”、“20Ω  1A”和“50Ω  0.2A”的甲、乙、丙三个滑动变阻器,为了实验的顺利进行,小明应在其中选择______接入电路;

(6)小芳利用图甲装置______(选填“能”或“不能”)做“探究通过定值电阻的电流与电压的关系”的实验。

 

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某班学生做分组实验探究水沸腾时温度变化的特点。实验室温度为30℃,室内气压为标准大气压。实验室的储水罐中备有足量的水。

(1)物质从液态变为气态的过程叫做________,它有沸腾和_________两种形式。

(2)A组学生通过实验发现:经过6分钟,水的温度从初始温度升高到100℃;继续加热6分钟,烧杯内水中温度计的示数保持不变。请你在坐标纸上画出本实验中水的温度随时间变化的图线。________

 

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如图所示是小芳同学探究“阿基米德原理”的实验,其中桶A为圆柱形

(1)小沿同学用弹簧测力计分别测出了空桶A、B的重力,如图甲、乙所示,则桶A重_____N,桶B重_____N

(2)将空桶A轻放入盛满水的溢水杯中,用桶B接住溢出的水,如图丙所示。则空桶A受到的浮力为_____N

(3)测出桶B和溢出水的总重力,如图丁所示,则桶A排开水的重力为_____N

(4)接着小芳同学往桶A中加入沙子进行实验,得到4组数据,表格如下,其中有明显错误的是第_____次,实验中,随着加入沙子越多,桶A浸入水中就越_____(选填“深”或“浅”)

次数

1

2

3

4

桶A与沙子的总重量/N

2.4

2.8

3.2

3.4

桶B与水的总重量/N

4.0

4.4

4.6

5.0

 

(5)分析以上探究过程可以得到的结论是:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力大小等于该物体_____

(6)小芳同学进一步探究,她将装有适量沙子的桶A分别放入水中和另一未知液体中,桶A浸入水中的深度为h1,浸入另一液体中的深度为h2,设水的密度为ρ,则另一液体的密度表达式为_____(用题中所给和所测物理量的字母表示)

 

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