在实践活动中,小刚所在的兴趣小组对电热水壶进行了研究与计算。
(1)如图所示,电热水壶使用的都是三脚插头,中间较长的脚连接的是电热水壶的金属外壳,插入三孔插座后可将其与______相连,防止漏电时对人造成伤害。壶底的加热盘烧水时是通过______的方式改变了水的内能。
(2)电热水壶的铭牌如下表所示,正常工作时通过电热水壶的电流是多少?(____)(结果保留一位小数)
额定容量 | 2.0 L |
额定电压 | 220 V |
额定功率 | 2 000 W |
频率 | 50 Hz |
(3)为了测量电热水壶的加热效率,小刚在壶中加入额定容量的初温为15 ℃的水,在额定电压下将其加热到沸腾,用时7 min。已知烧水时气压为1个标准大气压,ρ水=1.0×103 kg/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃),则该电热水壶的加热效率为多少?(____)
智能机器人目前已能够为人类在很多方面进行高效率、高精准度的服务,在图书馆领域,机器人可以辅助或替代图书馆管理员的工作,提供整理图书、读者咨询等服务。某智能机器人图书管理员“小艾”,下表是它的部分功能参数:
参数 名称 | 电源电 压/V | 最大负 重/kg | 提升重物最 大高度/m | 机器人车轮 直径/cm | 充电功 率/W |
数据 | 48 | 20 | 1.5 | 10 | 2.5 |
(1)在阳光充足的时候,“小艾”可以通过将______能转化为电能的方式实现无线充电。“小艾”也提供无线上网服务,它与互联网之间通过______来传递信息。
(2)“小艾”每天需将1620kg图书从借阅处分批搬回书架上,每次放回需将图书提高1m,则“小艾”每天搬书上书架做的功是多少焦(____)?“小艾”每天至少充电2小时才能完成搬书任务,请计算“小艾”的电能利用效率。(____)
(3)如图甲所示为“小艾”承受图书重力的过载保护电路原理图,图中R为压力传感器,阻值随所受压力变化图像如图乙所示,图甲触发器的电阻忽略不计,通过电路的电流超过0.5A时就触发电动机停止工作,使“小艾”放弃执行搬书指令,以免其受损伤,因此为保护“小艾”,电阻箱R0的阻值至少为多少欧?(____)
(4)“小艾”长时间工作后,为减轻其最大负重,应将电阻箱R0的阻值适当______(选填“增大”或“减小”)。
图甲的储水容器底有质量0.5kg,底面积100cm2的长方体浮桶,桶上端通过轻质弹簧与紧贴力敏电阻的轻质绝缘片A相连,距容器底0.4m处的侧壁有排水双控阀门。控制电路如图乙所示,其电源电压U=12V,R0=10Ω,当电流表示数为0.6A,且桶底升至阀门所处高度时,阀门才感应排水。力敏电阻R与它所受压力F的对应关系如下表所示(弹簧均在弹性限度内)。求:
压力F/N | 2 | 4 | … | 12 | 15 |
电阻R/Ω | 110 | 70 | … | 16 | 10 |
(1)浮桶的重力是多少牛?
(2)未加水时,力敏电阻所受压力为2N,电流表的示数是多少安?
(3)当容器内的水深达到多少米时,双控阀门才打开排水?
(4)因实际条件发生变化,需要提高排水双控阀门的位置,若保持其他条件不变,此时应该如何调整R0的阻值?请简述分析过程。
如图甲所示,是某科技小组的同学们设计的恒温箱电路图,它包括工作电路和控制电路两部分,用于获得高于室温、控制在一定范围内的“恒温”。工作电路中的加热器正常工作时的电功率为1.0kW;控制电路中的电阻R′为滑动变阻器,R为置于恒温箱内的热敏电阻,它的阻值随温度变化的关系如图乙所示,继电器的电阻R0为10Ω,当控制电路的电流达到0.04A时,继电器的衔铁被吸合;当控制电路中的电流减小到0.024A时,衔铁被释放。则:
(1)该恒温箱的控制电路利用电磁继电器实现“恒温”功能,当恒温箱内的温度降低时,通过电磁铁的电流将______(选填“变大”“变小”或“不变”),电磁铁的上端为______极。
(2)正常工作时,加热器的电阻值是多少?(____)
(3)当滑动变阻器R′为390Ω时,恒温箱内可获得的最高温度为150℃,如果需要将恒温箱内的温度控制在最低温度为50℃,那么,R′的阻值为多大?(____)
如图甲是汽车的一种自动测量油箱内油量的简易装置,R是阻值均匀的变阻器,它的滑片连在杠杆的一端,当油箱内油面发生变化时,浮标通过杠杆使滑片P在电阻R上滑动,引起油量表的指针偏转。油量表实际上是一个有“0~0.6 A”和“0~3 A”两个量程的电流表,电源电压为12 V且保持不变,R0=10 Ω。当长方体油箱中有55升汽油时,测量表的指针满偏,此时R0两端的电压为6 V;当油箱中的汽油还有5升时,滑片P刚好在R的中点,油量表的示数如图乙所示,此时报警电路(图中未画出)开始自动报警,提醒司机尽快加油。油箱中汽油的体积V和变阻器接入电路的电阻R的关系如图丙所示。问:
(1)当油箱中油量下降时,油箱底部受到的压强______(选填“变大”或“变小”),油量表示数将________(选填“变大”或“变小”);
(2)油箱装满汽油时R0消耗的电功率是多少______?
(3)变阻器R的总电阻是多少______?
(4)当油量表的示数为0.4 A时,油箱里还有多少升汽油______?
某款水位自动测控仪的测量原理如图17甲所示,电源电压U恒为15V,定值电阻R0=10Ω,R1为一竖直固定光滑金属棒,总长40cm,阻值为20Ω,其接入电路的阻值与对应棒长成正比.弹簧上端固定,滑片P固定在弹簧下端且与R1接触良好,滑片及弹簧的阻值、重力均不计.圆柱体M通过无伸缩的轻绳挂在弹簧下端,重80N,高60cm,底面积为100cm2.当水位处于最高位置A时,M刚好浸没在水中,此时滑片P恰在R1最上端;当水位降至最低位置B时,M的下表面刚好离开水面.已知弹簧所受拉力F与其伸长量∆L的关系如图乙所示.闭合开关S,试问:
(1)当水位下降时,金属棒接入电路的长度________ ,电压表示数________(两空均选填“增大”或“减小” )
(2)当水位处于位置A时.电压表的示数为多少______?
(3)水位由位置A降至B这一过程,弹簧的长度增加了多少?电压表的示数变化了多少_______?(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)