【题目】某科技兴趣小组设计了一个简易保温箱,电路原理如图甲所示,虚线框内为加热电路部分,闭合开关S,加热电路给保温箱加热,R1为定值电阻,R2为可变电阻(可变电阻是阻值可以调整的电阻器,其阻值可在0和最大阻值之间调节);L是电阻不计的温度传感器,作用相当于一个温控开关,当温度高于某一设定值时,传感器发出信号,电源断开,停止加热:当温度低于某一设定值时,传感器发出信号,接通电源加热,从而使箱内温度保持在一定范围内。已知,电源电压恒为24V,保温箱工作时加热电路的最大功率为144W,最小功率为24W。
(1)求R1的阻值;
(2)在某探究活动中,需要利用保温箱把3kg干泥土从20℃加热到28℃.已知加热电路释放的热量有20%被干泥土吸收,干泥土的比热容c=0.84×103J/(kg℃),求加热所需要的最短时间;
(3)调节可变电阻R2为某一阻值,闭合开关一段时间后,观察发现加热电路工作20s后温度传感器会切断电源,停止工作10s后,温度传感器又接通电源加热,如此反复工作程序如图乙所示,在此工作程序下,5min内保温箱消耗电能9600J,求可变电阻R2的阻值。
【答案】(1)4Ω(2)700s(3)8Ω
【解析】
(1)根据图甲可知,当R2的阻值为0时,只有R1工作,此时电路中电阻最小,由可知,电路的功率最大为144W,根据
可求得R1的阻值。
(2)根据可求得干泥土吸收的热量;已知加热电路释放的热量有20%被干泥土吸收,可求得电路放出的电热,然后利用
可求得时间。
(3)根据图乙分析,可知5min内共加热10次,加热的总时间t'=200s,然后根据5min内保温箱消耗电能9600J,利用可求得其功率,再利用
可求得电路总电阻,根据因为R1、R2串联,可求可变电阻R2的阻值。
(1)根据图甲可知,当R2的阻值为0时,只有R1工作,此时电路中电阻最小,由可知,电路的功率最大为144W。根据
可得R1的阻值:
(2)干泥土吸收的热量:,根据
可得,电路释放的热量(等于消耗的电能):
,根据
可知,当电路的功率最大时,加热所需的时间最短,则:
;
(3)根据图乙分析可知,1min(60s)内加热2次,一次的加热时间为20s,则5min内共加热10次,加热的总时间t'=20s×10=200s,已知5min内保温箱消耗的电能W=9600J,则此时电路的总功率:根据
可得,此时电路的总电阻:
因为R1、R2串联,则可变电阻R2的阻值:
。
答:(1)R1的阻值为4Ω;
(2)加热所需要的最短时间为700s;
(3)可变电阻R2的阻值为8Ω。
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【题目】把一只标有“30Ω 0.3A”的定值电阻和一只标有“10Ω 0.6A”的定值电阻并联接入电路,在保证两电路元件安全的前提下,电路两端允许加的最大电压是_____ V,干路的最大电流是_____A。
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【题目】在测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率的实验中,电路已部分连接,如图甲所示,
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电压表接在灯泡两端。_______-
(2)正确接入电压表后闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数等于电源电压,其故障可能是_____(写出一种即可)。
(3)排除故障后,移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示,若要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向_____(选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为_____V。
(4)移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I﹣U图象,根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是_____W。
(5)该实验装置_____(选填“能”或“不能”)用来验证欧姆定律中的电流与电压的关系。
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【题目】如图所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P自a端向b端移动的过程中,下列判断正确的是
A. 电压表V1的示数变大
B. 电流表A的示数变小
C. 电压表V1的示数与电流表A的示数之比变大
D. 电压表V2的示数与电压表V1的示数之差变大
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【题目】如图甲所示,电源电压一定,已知定值电阻R0=10Ω.闭合开关S,滑动变阻器滑片P从最左端滑至最右端的过程中,电流表示数I与滑动变阻器接入电路的阻值R之间的关系如图乙所示,则图乙坐标值I1=_____A;当电流表示数I=0.2A时,R0与R消耗的电功率之比为_____。
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【题目】如图是“烟雾报警器”的部分工作原理图。在一个外部光线无法进入的烟室中,装有激光发射器及带有光敏电阻R0(光照越强,电阻阻值越小,反之则越大)的电路,R为起保护作用的定值电阻,电源电压恒定。当烟雾进入烟室后,激光被烟雾遮挡而使光敏电阻阻值发生变化;当烟雾达到某浓度后电铃便会发出声音警报。当进入烟室的烟雾浓度增大时,下列说法中正确的是
A. 电路的总电阻变小 B. 电压表的示数变大
C. 电流表的示数变大 D. R消耗的功率变大
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【题目】如图所示,学校教学楼楼梯拐角处墙上装了一面镜子,在方便同学们日常整理仪容的同时,也能更好地在节电的情况下通过光的反射对楼道进行照明。请画出灯S经过镜子照射到下层楼道A点的光路及灯S在镜中的像S′。
(_____)
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【题目】很多优秀学生,做笔记时都在用“思维导图”,他能将文字图形化,使于记忆和理清思路。如图是九(2)班的李强同学用“思维导图”总结光现象的应用实例,正确的是
A. (1)(2)(3) B. (1)(3)(5) C. (2)(3)(4) D. (1)(4)(5)
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【题目】如图是某电火锅加热器的简化电路图,电源电压是220V,R1、R2是发热电阻,开光接“1”时为低温挡,此时R1的功率是11W,R2的功率是99W,开关接“2”时为高温挡,试求:
(1)低温挡工作时,电路中的电流是多少?
(2)低温挡工作10min,消耗的电能是多少?
(3)高温挡的功率是多少?
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