练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 初中物理 > 题目详情
    14．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   1000W”的字样；控制电路电源电压U=30V，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．闭合开关S，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，衔接只有在不小于3N吸引力的作用下才能被吸下，工作电路断开（不计继电器线圈的电阻，c水=4.2×103J（kg•℃））．求：
    （1）电热器正常工作时的电阻；
    （2）电热器正常工作时，给恒温箱中100kg的水加热，已知电热器的加热效率为70%，当水温由30℃升高到40℃时，电热器的加热时间；
    （3）为了把温度控制在40℃左右，设定在水温低于40℃时自动加热，在水温达到40℃时停止加热，求此时滑动变阻器R1消耗的电功率．

    分析 （1）根据电热器上标有“220V   1000W”的字样，利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可求得电热器正常工作时的电阻；
    （2）根据Q=cm△t求得水吸收的热量，利用加热效率可求得消耗的电能，再利用P=$\frac{W}{t}$可求得电热器的加热时间；
    （3）由图乙可知，把水温控制在40℃左右时Rt的阻值，由图乙右侧图可知衔铁在3N吸引力的作用下被吸下时控制电路中的电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出此时滑动变阻器接入电路中的阻值，然后根据P=I2R可求得滑动变阻器R1消耗的电功率．

    解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，电热器正常工作时的电阻：
    R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{1000W}$=48.4Ω；
    （2）水吸收的热量：
    Q吸=cm△t=4.2×103J（kg•℃）×100kg×（40℃-30℃）=4.2×106J，
    由η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$可得，消耗的电能：
    W=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{4.2×1{0}^{6}J}{70%}$=6×106J，
    由P=$\frac{W}{t}$可得，加热时间：
    t=$\frac{W}{P}$=$\frac{6×1{0}^{6}J}{1000W}$=6×103s；
    （3）由乙图可知，水温40℃时，热敏电阻的阻值Rt=50Ω，
    由题可知，水温40℃时，衔铁被吸下，吸引力F=3N，
    由F-I图象可知，F=3N时，控制电路中的电流I=100mA=0.1A，
    由I=$\frac{U}{R}$可得，控制电路的总电阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{30V}{0.1A}$=300Ω，
    因为Rt与R1串联，所以R1=R-Rt=300Ω-50Ω=250Ω，
    所以此时滑动变阻器R1消耗的电功率：P1=I2R1=（0.1A）2×250Ω=2.5W．
    答：（1）电热器正常工作时的电阻为48.4Ω；
    （2）电热器的加热时间为6×103s；
    （3）此时滑动变阻器R1消耗的电功率为2.5W．

    点评 本题难度较大，既需要从电磁铁的性质上进行分析，还要对电磁继电器的原理进行分析．能从图乙得出相关信息、结合串联电路的特点和欧姆定律求解是本题的关键．

    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：实验探究题

    4．在测量电阻的实验中：

    （1）小华设计的测量电路如图1所示，待测电阻Rx约10Ω．
    ①在开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于最左端；
    ②导线A、B、C、D中有一根连接错误，这根导线是D；
    ③改正连接错误并闭合开关后，小华发现无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数不为零且保持不变，而电流表示数始终为零，已知导线及各处连接完好，则电路中Rx出现了断路故障．
    （2）小清设计的测量另一待测电阻Rx阻值的电路如图2所示
    ①他的测量步骤如下
    第1步：将Rx接在电路中A、B两点间，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P至适当位置，此时电压表的示数如图3所示，示数为2V；断开开关S，移走Rx
    第2步：再将电阻箱R接在A、B两点间，闭合开关S，保持滑动变阻器的滑片P位置不变，调节电阻箱使电压表的示数仍如图3所示，此时电阻箱接入电路中阻值R=48Ω，则小清测得Rx的阻值为48Ω
    ②在第2步中，若小清无意中将滑动变阻器的滑片P向右移了少许，则他测得Rx的阻值将偏大，设滑片P的右移使滑动变阻器接入电路的阻值增大了2Ω，则小清测得Rx的值为52Ω．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：多选题

    5．如图所示的电路，电源电压保持不变，电阻R1、R2的阻值分别为10Ω和20Ω，只闭合开关S1，将滑片P移到中点，电压表示数为6V，电阻R1的功率为P1，闭合开关S1、S2，将滑片移到最左端，电阻R2的功率为P2，若P1：P2=2：9．则下列说法正确的是（　　）
    A．电源电压为9VB．滑动变阻器的最大电阻为40Ω
    C．电路的最大功率为10WD．电路的最小功率为1.62W

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：多选题

    2．关于光现象，下列说法正确的是（　　）
    A．雨后填空出现彩虹是由于光的反射形成的
    B．在平静的湖面上可以看到蓝天白云是由于光的折射形成的
    C．影子是光的直线传播形成的
    D．光从空气射入水中，传播速度变小

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：作图题

    9．如图所示，在车厢顶部用细绳竖直悬挂一个小球，小球与竖直车厢壁刚好接触，小球和小车沿水平地面向右匀速直线运动，请作出此时小球受力的示意图．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    19．如图是一款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携式挂烫机．通电时挂烫机将电能转化为内能；熨烫衣服时冒气口冒出的“白气”是由水蒸气液化形成的．

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    6．试一试，拿一支铅笔用手指弹击笔杆或将铅笔的末端部分轻抵在耳孔内，再用手指弹击笔杆，耳朵听到弹击声的情况是（　　）
    A．前一种情况能听到，后一种情况不能听
    B．前一种情况不能听到，后一种情况能听
    C．前、后两种情况都能听到
    D．前、后两种情况都不能听到

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    3．2017中华龙舟赛于4月12日至17日在长沙的浏阳河进行，下列说法正确的是（　　）
    A．龙舟到达终点后不能立即停下来，是因为受到惯性力的作用
    B．使龙舟前进的力是运动员对船桨的作用力
    C．运动员划龙舟时，船桨是费力杠杆
    D．龙舟能漂浮在浏阳河上，是因为浮力大于重力

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    4．一长方体金属块的质量为9×103kg，体积为3m3，它的密度为3×103kg/m3；若将它置于水平地面上并沿水平方向截去一部分，则其对地面的压强将减小（选填“增大”、“减小”或“不变”）

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案