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    13．下图甲为小颖同学设计的电热水器原理图，其铭牌如下表，其中低压控制电路中的电磁铁线圈电阻不计，R为热敏电阻，电源电压U1恒为6V．热敏电阻R和高压工作电路中的三只电阻R1、R2、R3均置于储水箱中．已知R1=33Ω、R2=66Ω、R3=154Ω、U2=220V．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．
    储水箱
    额定水量    		50kg
    额定电压220V
    加热功率2200W
    （1）当衔铁位于图甲所示位置时，此时高压工作电路中是串联（选填“串联”或“并联”），此时电路处于保温（选填“加热”或“保温”）状态．
    （2）当电热水器在加热状态下正常工作时，给储水箱中额定水量的水加热，使其从25℃升高到45℃，需用时40min．求此加热过程中：①水吸收的热量； ②电热水器的加热效率（保留一位小数）．【水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）】
    （3）热敏电阻中允许通过的最大电流I0=12mA，其电阻R随温度变化的规律如图乙，为使低压控制电路正常工作，保护电阻R0的阻值至少为多大？

    分析 （1）由图甲可知，衔铁与c触电接通，根据电流流向法判断电路中电流的路径，只有一条支路的为串联，否则为并联；根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，电路中的电阻越大，总功率越小，电路处于保温状态；
    （2）①已知水的质量、比热容和初温度、末温度，利用公式Q吸=cm（t-t0）求出水吸收的热量；
    ②已知加热功率和加热时间，根据W=Pt求出消耗的电能，利用η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出电热水器的加热效率；
    （3）已知电源电压和电路最大电流，可以得到电路最小总电阻，由图象可以得到热敏电阻的最小值，根据串联电路的特点得到R0的最小值．

    解答 解：（1）由图甲可知，衔铁与c触电接通时，电流依次经过R2、R3（或R3、R2），电路中电流只有一条路径，即为串联，
    此时，电路中的总电阻最大，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，电路的总功率越小，电路处于保温状态；
    （2）①水吸收的热量：
    Q吸=cm（t-t0）
    =4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（45℃-25℃）=4.2×106J；
    ②由P=$\frac{W}{t}$可得，热水器消耗的电能：
    W=Pt=2200W×40×60s=5.28×106J，
    电热水器的热效率：
    η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{4.2×1{0}^{6}J}{5.28×1{0}^{6}J}$×100%≈79.5%；
    （3）为使控制电路正常工作，当R达到最小值R最小=200Ω时，控制电路中的电流不超过最大值I0=12mA，此时R0取最小值，
    由I=$\frac{U}{R}$可知，控制电路的总电阻：
    R控=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{最大}}$=$\frac{6V}{12×1{0}^{-3}A}$=500Ω，
    因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
    所以，R0的最小阻值：
    R0小=R控-R最小=500Ω-200Ω=300Ω．
    答：（1）串联；保温；
    （2）①水吸收的热量为4.2×106J；②电热水器的加热效率为79.5%；
    （3）为保护热敏电阻R使低压控制电路正常工作，保护电阻R0的阻值至少为300Ω．

    点评 本题考查了串并联电路的特点、热量的计算、电功率变形公式的应用、热效率的计算和欧姆定律的应用，是电、热综合题，难度较大，判断用电器状态、从图象中提取出有用的信息、熟练掌握基本公式是解决此类综合题的基础．

    练习册系列答案
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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    2．为反对浪费，响应“光盘行动”，小明为自助餐厅的餐桌设计了“光盘仪”，餐盘放在载盘台上，若盘内剩余食物的质量达到或超过规定值，人一旦离开餐桌，提示器就会发出提示音，其原理图如图所示，电源电压3V不变，提示器的电阻R0恒为50Ω，传感器R1的阻值随载盘台所载质量变化的关系如表所示，开关S闭合后，求：
    载盘台所载
    质量m/g    		100110120130140150160…
    传感器R1/Ω100908070605040…
    （1）根据表中数据，当载盘台所载质量是100g时，R1的阻值是多少？电路中的电流是多少？
    （2）在第（1）问的基础上，通电5s，电流通过R1产生的热量是多少？
    （3）当电路中的电流达到0.03A时，提示器会发出提示音，若空餐盘质量为100g，此时盘内剩余食物的质量是多少？

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    4．刘明同学用图甲装置探究了“固体熔化”和“液体沸腾”的实验．
    （1）甲图是实验过程中某时刻温度计的示数，此时的温度为-2℃；
    （2）两个实验接连完成，根据实验数据画出了如图乙图象，由图象可知该物质是晶体（选填“晶体”或“非晶体”），熔化时的特点是：吸收热量，温度不变；
    （3）该物质熔化结束后，继续加热升温过程中其比热容大小不变（选填“变大”、“变小”或“不变”）．由图象可知，该物质的沸点为100℃．

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    1．下表是隋明和苏林做“观察水的沸腾”的实验时所记录的一组数据．
    时间/min012345678
    温度/℃909294969898989898
    （1）本次实验中水的沸点是98℃；
    （2）请根据他们所记录的数据在图中绘出水沸腾前后温度随时间变化的图象；
    （3）由水的沸腾图象可以判断出：在当时条件下水的沸点是98℃；水在沸腾过程中温度不变（填“升高”、“不变”或“降低”）．

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    科目：初中物理 来源： 题型：多选题

    8．关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
    A．电磁波不能在真空中传播
    B．电磁波在空气中的传播速度约为340m/s
    C．电磁波具有能量
    D．电磁波的频率越低，其波长越长

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    18．如图所示为一个电热水壶的简易图，当力F作用在壶盖上时可将壶盖打开，请在图中画出最小力F，力臂L和电热水壶所受到的重力示意图．

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    5．下列各图描述的实验中，用来说明声音的传播需要介质的是（　　）
    A．
    发声的音叉激起水花
    B．
    音叉发出的声音越响，乒乓球被弹开得越远
    C．
    钢尺伸出桌边的长度变短，音调变高
    D．
    抽取玻璃罩内的空气，听到罩内的音乐声减小

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    2．深夜看电视时，有时画面上会出现这样的提醒“请调小音量，以免影响别人休息”，这是通过改变电视机声音的（　　）
    A．音色B．响度C．传播速度D．音调

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    3．电磁炉是一种新型灶具，如图所示是电磁炉的原理图：炉子的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时会产生磁场，这个变化的磁场又会引起电磁炉上面的铁质锅底内产生感应电流（即涡流），涡流使锅体铁分子高速无规则热运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能，从而迅速使锅体及食物的温度升高．所以电磁炉煮食的热源来自于锅具本身而不是电磁炉本身发热传导给锅具，它是完全区别于传统的靠热传导来加热食物的厨具．
    请问：
    （1）电磁炉与普通的电炉相比，谁的热效率更高？为什么？
    （2）某同学用功率为2000W的电磁炉，将1㎏初温为25℃的水加热到100℃，需要的时间为2分55秒，则消耗的电能是多少？电磁炉的热效率是多少？（水的比热容为4.2×103J/（kg﹒℃） ）

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