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10.如图为一台有3个工作档位的电热水器的工作原理图.从说明书上获得该热水器有3个功率,分别为1210W、200W、121W,工作电压为110V.小明同学把该热水器接在110V的电路两端,拨动开关S至高温档让电热水器工作10分钟.求:
(1)10分钟内在高温档时电热水器消耗的电能为多少度?
(2)10分钟内在低温档时电热水器产生的热量,如果全部被比热容为1.21×103J/(kg•℃)的某种液体吸收,已知液体质量为2kg,求液体温度升高了多少度?
(3)由电热水器电路图和功率信息请计算出R2的阻值.

分析 (1)高温档时电热水器的功率最大,根据W=Pt求出10分钟内消耗的电能;
(2)低温档时电热水器的功率最小,根据Q=W=Pt求出10分钟内电热器此时的热量,又知道液体的比热容和质量,根据Q=cm△t求出液体升高的温度;
(3)根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知,电压一定时,电路中的电阻越大,电热水器的功率越小,据此可知当S接a时热水器处于加热状态,当S接b时热水器处于中温档,根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$和电阻的串联求出R2的阻值.

解答 解:(1)由P=$\frac{W}{t}$可得,10分钟内在高温档时电热水器消耗的电能:
W=Pt=1210×10-3kW×$\frac{10}{60}$h≈0.2kW•h=0.2度;
(2)10分钟内在低温档时电热水器产生的热量:
Q=W=Pt=121W×10×60s=72600J,
液体吸收的热量:
Q=Q=72600J,
由Q=cm△t可得,液体升高的温度:
△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{72600J}{1.21×1{0}^{3}J/(kg•℃)×2kg}$=30℃;
(3)当S接a时,电路为R1的简单电路,热水器处于加热状态,
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得,R1的阻值:
R1=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{高}}$=$\frac{(110V)^{2}}{1210W}$=10Ω,
当S接b时,R1与R2串联,热水器处于中温档,
则电路中的总电阻:
R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{中}}$=$\frac{(110V)^{2}}{200W}$=60.5Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R2的阻值:
R2=R-R1=60.5Ω-10Ω=50.5Ω.
答:(1)10分钟内在高温档时电热水器消耗的电能为0.2度;
(2)液体温度升高了60℃;
(3)R2的阻值为50.5Ω.

点评 本题考查了电功、吸热公式、电功率公式的应用,关键是电热水器不同档位时电路连接方式的判断.

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20.请你在如图中标出电源的正极.

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1.在“测定小灯泡电阻”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,灯丝电阻约为8Ω.

(1)某同学连接的电路如图甲所示,请指出其中的两处错误或不妥:
①电压表没有与小电灯并联
②电流表的量程选大了
(2)将上述错误或不妥改正后,闭合开关,发现灯泡发出特别耀眼的光,且此时电流表、电压表都有示数,则出现该现象的原因可能是开关闭合前,滑片没有置于阻值最大处.
(3)实验时,调节滑动变阻器,当电压表的示数为2.5V时,灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则灯正常发光时电阻为7.35Ω.(保留两位小数)
(4)该实验还可以测定小灯泡的额定功率,根据以上实验数据,这个小灯泡额定功率为0.85W.

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18.如图所示,是小明的实验小组在“测量小灯泡的电阻”实验中连接的一个实验电路,所用小灯泡标有“2.5V”字样.
(1)请指出电路连接中的两个不当之处:
①电压表没有并联在小灯泡两端;
②电压表量程选择过大.
(2)他们改正电路连接中的不当之处后,闭合开关,移动变阻器滑片时,发现两电表的示数和灯泡的亮度都同时变化,但两电表的示数总是比较小,灯泡的亮度也较弱.出现这种现象的原因是:电源电压过低.
(3)电路正常后,他们分别测出了小灯泡的几组电压和电流值.记录如下:
电压(V)2.02.52.8
电流(A)0.200.240.26
①小灯泡正常工作时的电阻大小约为10.4Ω;
②通过分析实验数据可知,小灯泡的电阻是变化(填写“不变”或“变化”)的,其原因是:小灯泡发光时,温度升高造成电阻变化.
(4)实验结束,小明提出了一个探究设想:可以利用图中的实验器材来探究“并联电路中干路电流与各支路电流有什么关系”.(开关使用时可移动)
①请帮他们设计一个实验方案,画出电路图;
②在实验探究过程中,滑动变阻器不但可以改变电路中的电流,它还是电路中的一个电阻,但在移动滑片时一定要注意通常不把电阻调为零.

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5.在如图1所示的电路中,用电压表、电流表测电阻Rx阻值的实验中:

(1)将实验电路图补画完整.
(2)滑片P移到某处时,电压表、电流表的示数如图2所示,则Rx的阻值为6.25Ω.
(3)某同学在实验中,不小心将滑动变阻器损坏(不能使用了),一时又找不到其他变阻器.此时该同学将滑动变阻器从电路中撤下后,假如还能测出Rx的阻值,那么,滑动变阻器损坏后,可能对实验结果的影响是无法实现多次测量.
(4)为了克服上述缺点,除了换用新的滑动变阻器外,还有什么方法改变电池的节数.

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15.在“伏安法测电阻”的实验中,设计的实验报告(部分)如下,请填写空格处的内容.
实验目的:测量待测电阻的阻值.
实验原理:R=$\frac{U}{I}$.
实验器材:电源、电键、电压表、电流表、待测电阻、滑动变阻器,若干导线等.
实验步骤:
(1)如图所示连接电路,电源处于断开状态,滑动变阻器连入电路中的电阻处于最大阻值处.
(2)移动滑片到三个不同位置,记下相应的电压值和电流值;
(3)根据公式计算三次电阻值,最后通过求平均值得到待测电阻的阻值.

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6.如图所示是汽油机(内燃机),是压缩冲程.若单缸四冲程汽油机的飞轮每分钟转300转,一分钟经过600个冲程,对外做功150次.

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7.下列有关声现象的说法正确的是(  )
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