练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 初中物理 > 题目详情
    9．如图1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1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2，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？若R0为该值，衔铁刚好被吸下时储水箱中水温是多少？

    分析 由电路图知：衔铁被吸下，继电器下方触点和触点a、b接通时，加热电路中电阻最小，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知电路功率最大，处于加热状态；当继电器上方触点和触点c接通时，加热电路电阻较大，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知电路功率较小，电路处于保温状态；
    （1）衔铁被吸下时，电阻R1与R2并联，由并联电路特点可以求出加热电路的总电阻；
    （2）先由功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出加热电路在保温状态下10min内电路产生的热量，然后根据题意求出热水器散失的热量；
    （3）由热敏电阻的R-t图象找出热敏电阻的最小阻值，此时电路电流最大，根据电路的最大电流求出控制电路保护电阻R0的最小阻值，这是控制电路正常工作的最小阻值；求出衔铁刚好被吸下时热敏电阻的阻值，然后由图象找出该阻值对应的温度，这就是储水箱中水的温度．

    解答 解：（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：$\frac{1}{R}$=$\frac{1}{{R}_{1}}$+$\frac{1}{{R}_{2}}$，
    电路总电阻R=$\frac{{R}_{1}{R}_{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{33Ω×66Ω}{33Ω+66Ω}$=22Ω；
    （2）由电路图知，保温状态下：R2、R3串联，
    10min加热电路产生的热量：Q=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}+{R}_{3}}$t=$\frac{（220V）^{2}}{66Ω+154Ω}$×600s=1.32×105J，
    10分钟内热水器散失的热量：Q′=$\frac{Q}{80%}$=$\frac{1.32×1{0}^{5}J}{80%}$=1.65×105J；
    （3）由图乙可知，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I0=$\frac{{U}_{1}}{R+{R}_{0}}$得：保护电阻R0的最小值R0=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{0}}$-R=$\frac{6V}{0.015A}$-200Ω=200Ω，
    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R总=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{6V}{0.01A}$=600Ω，
    此时热敏电阻R=R总-R0=600Ω-200Ω=400Ω，
    由图2可知，此时水温为60℃．
    答：（1）衔铁被吸下时，加热电路的总电阻是22欧姆；
    （2）10分钟内热水器散失的热量是1.65×105J；
    （3）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℃．

    点评 本题考查了求加热电路处于加热状态时的电阻、10分钟热水器散失的热量、保护电阻的最小阻值、水的温度等问题，考查的内容较多；分析清楚电路结构是本题正确解题的前提与关键；要正确解题，需要熟练掌握并联电路的特点、电功公式、欧姆定律等知识．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    19．请仿照示例，根据下列说明提供的信息再选取两例进行分析
    ①电动机转动            ②发电机发电        ③热机工作  
    ④用滑动变阻器调节电路中电流的大小   
    ⑤用电磁炉炒菜         ⑥用电饭锅做饭
    示例：装备设计及对应的物理原理：①利用通电线圈在磁场里受力转动的原理工作
    分析1：装备设计及对应的物理原理：②利用闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线，电路中就会产生感应电流的原理工作．
    分析2：装备设计及对应的物理原理：③利用燃气对外做功，将内能转化为机械能的原理工作．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    20．小涵家有一个水族箱．水族箱铭牌如图1所示，如图2是水族箱电器电路示意图．

    近来小涵发现给水族箱的水加热到设定温度时时间明显比原来变长了，猜测是由于使用了多年，箱内的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化，为了修复加热装置，小涵做了如下实验：把家里其他所有用电器均断开，只让水族箱的加热装置工作，结果发现家里的电能表的转盘在1min内转了10圈．电能表规格如图3所示．求：
    （1）按照小涵的实验数据，把水箱内15℃的水加热到25℃需要多少时间？（不计热量损失）
    （2）水族箱内的电阻丝R实际电阻值多大？为了恢复额定功率，需要给它串联一个还是并联一个电阻？该电阻（记为R′）多大？
    （3）小涵找来了修复额定功率所需的电阻丝R′，利用原有电阻丝R和找来的R′，为了能更方便地控制水箱温度，小涵设计了如图4所示的具有两档功率电路，求它大小两档功率之比是多少？

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    17．试根据规定要求作图

    （1）在图甲中分别画出F1的力臂L1和F2的力臂L2（杠杆OBA处于平衡状态）．
    （2）在图乙中画出滑轮组提起重物最省力时绳子的绕法．
    （3）在图丙中标出电源的正、负极和螺线管的N、S极．
    （4）在图丁中根据图中标出的电流方向，从电流表、电压表和电源三个元件的符号中选出两个元件符号，分别填进电路的空缺处，填进后要求灯泡L1和L2并联，且都能发光．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    4．如图所示，铅笔的长度为3.30cm．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    14．为了让教室内的学生免收外围环境的噪声干扰，采取以下哪一种方法是合适的（　　）
    A．老师讲课时安上高音喇叭B．每个学生带一个防噪音的耳罩
    C．在教室内安装噪声监测装置D．关好门窗并拉下窗帘

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：多选题

    1．小明对新型LED（发光二极管）灯带很好奇（如图），取一段剖开后发现，灯带中的LED灯是串联后通过电源适配器接入照明电路的．他取下其中一只LED灯接在电池两端没有亮，对调电池正负极后亮了，用手试摸，点亮的灯几乎不发热．以下推断不符合上述实验事实的是（　　）
    A．单只LED灯工作电压是220V
    B．LED灯主要是将电能转化为内能
    C．电源适配器的作用是将交流电转换为直流电
    D．灯带中一只LED灯断路后其他灯也将熄灭

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    18．量筒是测量液体体积的工具，但我们也可以利用它来测量液体的质量，比如需要80g酒精，用量筒量出100mL就可以了．（ρ酒精=0.8×103kg/m3）

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    19．光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用，如图甲所示是一种“智能家居照明灯”电路，照明灯能在天暗时自动点亮，天亮时自动熄灭；保持光明强度不变，闭合开关S后，滑片P由a端向b端移动过程中，电流表示数I与电压表示数L的关系如图乙所示，电磁继电器的电阻不计：则（　　）
    A．图中导线A连接家庭电路中的零线
    B．选择的光敏电阻阻值大小应随光照强度的增加而增大
    C．滑动变阻器的最大阻值为100Ω
    D．滑片P由a端向b端移动过程中，光敏电阻阻值变小

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案