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    8．“节能减排”是当今社会的主题，充分利用太阳能是当今社会发展的需要，太阳能热水器已经走进千家万户．小王家新安装了一台如图所示的太阳能、电能两用热水器．平常使用太阳能，在阳光不足时，用电热丝辅助加热．热水器铭牌如下．
    ××牌热水器
    型号HM-20集热管数32支额定频率50Hz
    水箱容积250L集热管管长180cm额定电压220V
    防水等级A系统承压3.0MPa额定功率4400W
    （1）电热水器正常工作时，电热丝的电阻和电流各是多少？
    （2）太阳能热水器贮满水，水温从10℃加热到50℃时吸收了多少热量？（1L=10-3m3）
    （3）由于寒冷阴雨，太阳能热水器只将水加热到35℃，现要通过电热丝将水加热到50℃使用，需电加热器正常工作多长时间？（设电能全部转化为内能）

    分析 （1）由电热水器的铭牌信息可知额定电压及额定功率，则由功率公式可求得正常工作时的电流；再利用欧姆定律可求得电阻；
    （2）已知水的体积和密度，根据公式m=ρV可求水的质量；再利用公式Q吸=cm（t-t0）可求水吸收的热量；
    （3）求出水从35℃加热到50℃吸收的热量，由题知W电=Q吸，再由公式t=$\frac{W}{P}$求电加热器正常工作时间

    解答 解：
    （1）由于电热水器正常工作，
    则U=U额=220V，P=P额=4400W；
    由P=IU可得电热水器正常工作时的电流：
    I=$\frac{P}{U}$=$\frac{4400W}{220V}$=20A；
    由I=$\frac{U}{R}$可得，热水器电热丝的电阻：
    R=$\frac{U}{I}$=$\frac{220V}{20A}$=11Ω；
    （2）由ρ=$\frac{m}{V}$得水的质量：
    m=ρ水V=1000kg/m3×250×10-3m3=250kg；
    吸收太阳的热量：
    Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×250kg×（50℃-10℃）=4.2×107J；
    （3）水从35℃加热到50℃吸收的热量：
    Q吸′=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×250kg×（50℃-35℃）=1.575×107J，
    由题知，W电=Q吸′，
    由P=$\frac{W}{t}$可得，电加热器正常工作时间：
    t=$\frac{{W}_{电}}{{P}_{额}}$=$\frac{1.575×1{0}^{7}J}{4400W}$≈3580s．
    答：（1）电热水器正常工作时，电热丝的电阻为11Ω，电流是20A；
    （2）太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到50℃时吸收了4.2×107J；
    （3）现要通过电热丝将水加热到50℃使用，需电加热器正常工作3580s的时间．

    点评 本题为电功和热量的综合计算题，考查了电能的计算、热量的计算、电流和电阻的计算，知识面广，难度大，要求学生要掌握各方面的知识，才能解决综合性的问题．

    练习册系列答案
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    12．如图是汽油机工作的排气冲程．汽油机工作时要产生大量的热，通常采用水循环将热量带走，这是利用水比热容大的特性．水箱中5kg的水温度升高了20℃，这些水吸收的热量为4.2×105J，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）

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    19．如图所示，请根据通电螺线管的N、S极，标出小磁针的N、S极及磁感线的方向、电源的正负极．

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    3．如图所示，关于能源的描述，正确的说法是（　　）
    A．
    太阳能属于可再生能源    		B．
    火力发电无污染
    C．
    地热能是二次能源    		D．
    核能是绝对安全的能源

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    13．如图所示，小丽用滑轮组匀速提升一个重为600N的物体，物体上升的速度为0.1m/s，人拉绳子的力F为250N，不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（　　）
    A．绳子自由端移动的速度为0.3m/sB．滑轮组的机械效率为80%
    C．人拉绳做功的功率为75WD．动滑轮重为100N

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    科目：初中物理 来源： 题型：计算题

    20．图甲是一个拉力计的原理图，硬质金属弹簧右端和金属滑片P固定在一起（弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计），R0是定值电阻，ab是一根长4cm的均匀电阻丝，其总阻值为40Ω，电源电压U=6V，电流表的量程0～0.6A．请回答：
    （1）为保护电流表，R0的阻值至少为10Ω．
    （2）若R0=20Ω，当拉环不受力时，滑片处于a端，闭合开关S后电流表的读数是多少？
    （3）若R0=20Ω，已知该弹簧伸长的长度△L与所受拉力F间的关系如图乙所示，通过计算说明，开关S闭合后，当电流表指针指在0.2A处时，作用在拉环上水平向右的拉力是多大？

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    17．实验室有如下器材：天平（含砝码）、量筒、烧杯、弹簧测力计、金属块、细线（质量和体积不计）、足量的水（密度已知）、足量的未知液体（密度小于金属块的密度）．
      
    （1）一组选用上述一些器材测量金属块的密度，步骤是：
    ①在量筒中倒入20mL水；
    ②把金属块浸没在量筒的水中，如图甲所示，此时液面对应示数为40mL；
    ③把天平放在水平桌面上，如图乙所示，接下来的操作是：
    a．将游码移到零刻线处；
    b．向右调节平衡螺母，使天平平衡；
    c．把金属块放在左盘，向右盘加减砝码并移动游码使天平重新平衡，如图丙所示，金属块的质量m=157.8g；
    ④计算金属块的密度是7.89×103kg/m3．该实验所测密度与金属块实际的密度相比较偏大．
    （2）二组选用器材：弹簧测力计、金属块、细线、量筒、未知液体
    主要实验步骤：
    ①用弹簧测力计测金属块的重力G；
    ②用弹簧测力计测金属块浸没在装有适量未知液体的量筒中（未接触烧杯底），读出弹簧测力计的示数为F，测出金属块的体积为V；
    ③未知液体密度的表达式：ρ=$\frac{G-F}{Vg}$．

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    18．在测定额定电压为“2.5V”小灯泡电功率（正常发光时电阻约为8Ω）的实验中，电源为两节新干电池．

    （1）连接电路时，开关应断开．请用笔画线将图乙电路连接完整，要求滑片P向左滑动时，接入电阻变小．
    （2）电路连接后，闭合开关，移动滑片（未达到最小阻值），发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障可能是小灯泡短路．
    （3）排除故障后，为了测量小灯泡的额定功率，调节滑片使电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如图丙所示，则小灯泡额定功率是0.75W．
    （4）若实验中电流表坏了，为了测量小灯泡的额定功率，小明选用一个R0=5Ω的电阻，设计了如图丁的电路及实验方案：
    ①调节滑片使电压表的示数为额定电压；
    ②保持滑片位置不变，只将电压表的a点接线改接到c点，测出R0两端的电压U0，通过计算得到小灯泡的额定功率．
    指出他的设计方案中存在的两个问题：
    问题一：电压表正负接线柱接反；问题二：R0阻值偏大，电压表示数无法调到2.5V．

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