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    8．某容量为2L的保温电热水壶电路如图所示，S是温控开关，R1为加热器，R2为限流电阻．当开关S接到a时，电热水壶处于加热状态，此时通过电热水壶的电流是5A；当水烧开时，开关S自动切换到b，电热水壶处于保温状态，此时电热水壶加热器的电功率为176W．（不考虑温度对电阻阻值的影响），求：
    （1）在标准气压下，用这个电热水壶把体积为2L，初温为12℃的冷水烧开的时间约为16min，则在这个过程中水吸收了多少J的热量？电热水壶的效率为多少？
    （2）求在保温状态下，R2的电阻是多少欧姆？

    分析 （1）知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容，根据吸热公式Q吸=cm△t计算出水吸收的热量；
    已知电热水壶的额定功率和通电时间，根据公式W=Pt求出消耗的电能；水吸收的热量与消耗电能的比值就等于电热水壶的热效率．
    （2）开关S自动切换到b，电热水壶处于保温状态，此时R1与R2串联，根据P=UI求出电路中的电流即为通过电阻R2的电流；
    根据欧姆定律求出保温时电路中的总电阻，利用电阻的串联求出电阻R2的阻值．

    解答 解：
    （1）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg，
    水吸收的热量：
    Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃-12℃）=7.392×105J．
    电热水壶正常工作，电热水壶的功率：
    P加热=UI加热=220V×5A=1100W，
    由P=$\frac{W}{t}$可得，16min内消耗的电能：
    W=Pt=1100W×16×60s=1.056×106J．
    电热水壶的效率：
    η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{7.392×1{0}^{5}J}{1.056×1{0}^{6}J}$×100%=70%．
    \开关S自动切换到b，电热水壶处于保温状态，此时R1与R2串联，
    根据P=UI可得，通过电阻R2的电流：
    I保温=$\frac{{P}_{保温}}{U}$=$\frac{176W}{220V}$=0.8A；
    （2）当开关S接到a时，电热水壶处于加热状态，此时为R1的简单电路，
    由I=$\frac{U}{R}$可得，
    R1=$\frac{U}{{I}_{加热}}$=$\frac{220V}{5A}$=44Ω，
    保温时，电路中的总电阻：
    R=$\frac{U}{{I}_{保温}}$=$\frac{220V}{0.8A}$=275Ω；
    因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
    电阻R2的阻值：
    R2=R-R1=275Ω-44Ω=231Ω．
    答：（1）在这个过程中水吸收了7.392×105J的热量；电热水壶的效率为70%；
    （2）在保温状态下，R2的电阻是231欧姆．

    点评 本题为热量和电功的综合计算，考查了吸热公式、电功率公式以及热效率公式的应用，知识点较多、联系实际生活，属于中考常见题型．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    18．下列四幅图中，利用“通电导体在磁场中受到力的作用”原理制成的是（　　）
    A．B．C．D．

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    科目：初中物理 来源： 题型：作图题

    19．如图所示，请画出支架OA受到花盆的拉力和对应的力臂．

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    16．在我国，北方的冬天远比南方冷．但在北方呆过的人都有这样一种感受：北方过冬比南方舒服．究其原因主要有二：一是北方是干冷，南方是湿冷，相对来说湿冷更难受；二是北方人拥有御寒的强大“武器”--暖气设备（如图所示）．暖气管内装的是流动的热水，为什么用热水呢？请用水的有关性质加以解释：水的比热容大，同样质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多．

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    3．如图所示为探究“物体动能的大小跟哪些因素有关”的实验．实验步骤如下：
    I．让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离；
    II．让不同质量的钢球从斜面上相同的高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离．
    回答下列问题：

    （1）步骤I是为了研究动能大小与速度的关系．
    （2）步骤II是为了研究动能大小与质量的关系．
    （3）步骤III中让不同质量的钢球从斜面上相同的高度由静止滚下的目的是保持撞击木块的时候速度相同，木块的作用是为了比较钢球的大小．物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测最的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理最间接测量．这种研究问题的思想方法叫做转换法．
    （4）小明实验后阅读了右边老师提供的数据，发现其中对动能的影响较大的是速度．
    物体质量m（kg）速度v（m/s）动能E（J）
    牛6000.575
    中学生605700
    （5）根据上题推测物体的动能（E）与质最（m）、运动速度（v）的定量关系，正确的是C
    A．E=mv            B．E=$\sqrt{mv}$      C．E=$\frac{1}{2}$mv2．

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    科目：初中物理 来源： 题型：计算题

    13．小莫家太阳能热水器内装有100kg初温为25℃的水，经过一天的太阳照射，水温升高到 75℃．（水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）、天然气的热值为2.1×107J/m3）求：
    （1）水吸收的热量为多少J？
    （2）这些热量相当于完全燃烧多少m3 天然气所放出的热量？
    （3）若要产生同样多的热量，用“220V 2000W”的电热水器正常工作需要多少min的时间？
    （4）若电热水器的效率只有80%，实际需要多少min？

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    20．在探究物体的浮沉条件时，小兰同学将一个质量为100g的物体浸没在装满水的深桶中后，溢出120g水，物体受到的浮力是1.2N（g取10N/kg），这个物体在水中将会上浮（选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”）

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    17．小夏同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发，并产生了如下猜想．
    猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关
    猜想二：物体的重力势能与物体的下落高度有关
    猜想三：物体的重力势能与物体的运动路径有关
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    实验数据如下表：
     实验序号 铅球代号 铅球质量/g 下落高度/m 陷入沙中的深度/m
     ① A 200 0.5 0.1
     ② B 400 0.5 0.25
     ③ C 200 1 0.2
     ④ D 200 1 0.2
    （1）本实验中，采用的研究问题的方法是控制变量法．（写出一种方法即可）
    （2）本实验中，铅球的重力势能大小是通过铅球陷入沙中的深度来反映的．
    （3）为验证猜想二，应比较①③（填实验序号），得到的结论是：当物质量相同时，物体所处的高度越高，重力势能越大．
    （4）比较③④，得到的结论是物体的重力势能与物体运动的路径无关．
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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    18．在空中飞行的炮弹，若不计空气阻力和浮力，它只受到重力的作用，这个力的方向竖直向下，在这个力的作用下，炮弹的运动状态不断变化．（填”运动状态或运动方向或速度”）

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