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    6．如图所示是某同学设计电热水器的电路原理图．烧水时，按下温控开关S和a、b接触，红色指示灯亮，加热档工作，电热水器的功率是880W；当水温升到设定温度t1时，温控开关接触点断开，电热水器停止加热；当水温下降到设定温度t2时，S自动上升与接触点c接通，黄色指示灯亮，保温档工作，电热水器的功率是220W．当水温上升到设定温度t1时，温控开关触点断开，电热管停止加热．如此不断往复使水温保持在设定的温度范围内．（指示灯电阻很小，计算时可忽略不计）
    （1）该热水器水箱中装有2kg、30℃的冷水，若把这些冷水加热到90℃需吸收多少热量？
    （2）求R1的大小．
    （3）若该电热水器通电20min（加热档工作时间5min，暂停档10min，保温档工作时间5min），则电热水器在这20min内共消耗的电能是多少？

    分析 （1）已知水的质量和初温末温，利用Q=cm△t可求得需吸收多少热量
    （2）根据加热时电热管的功率，由R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加热}}$可以求出加热管的电阻；
    已知热水器处于保温档时电热管的功率，由功率公式P=I2R的变形公式I=$\sqrt{\frac{{P}_{保温}}{R}}$可以求出热水器处于保温挡时的电路电流；然后根据串联电路特点及欧姆定律可以求出电阻R1的大小；
    （3）由图象2求出热水器的加热时间与保温时间，然后由W=Pt求出30min内电热管消耗的电能．

    解答 解：
    （1）水吸收的热量为：
    Q=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（90℃-30℃）=5.04×105J，
    （2）①由电路图知：当温控开关S和a、b接触时，只有电热管接入电路，
    此时热水器处于加热状态，则电热管的电阻R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{保温}}$=$\frac{（220V）^{2}}{880Ω}$=55Ω；
    ②开关S与c点接触时，电阻R1与电热管串联接入电路，此时热水器处于保温状态，
    热水器处于保温状态时，流过电热管的电流I=$\sqrt{\frac{{P}_{保温}}{R}}$=$\sqrt{\frac{220W}{55Ω}}$=2A，
    ③热水器处于保温状态时，开关S与接触点c接通，由电路图知，
    电阻R1与电热管串联接入电路，此时电路总电阻：R总=$\frac{U}{I}$=$\frac{220V}{2A}$=110Ω，
    则电阻R1的阻值R1=R总-R=110Ω-55Ω=55Ω；
    （3）由题意知：电热水器通电20min，t1=5min=300s内热水器处于加热状态，功率P加热=880W，
    t2=5min=300s，内热水器处于保温状态，保温功率P保温=220W，
    在20min内电热管消耗的电能W=W1+W2=P加热t1+P保温t2=880W×300s+220W×300s=3.3×105J．
    答：
    （1）把这些冷水加热到90℃需吸收5.04×105J的热量；
    （2）R1的阻值为55Ω；
    （3）20min内电热管消耗的电能是3.3×105J．

    点评 本题考查了分析电阻的作用、求电阻的阻值、求热水器消耗的电能等问题；分析清楚电路结构、掌握功率的变形公式、串联电路特点及欧姆定律是正确解题的前提与关键；确定出热水器的加热时间及保温时间是最后一问的难点．

    练习册系列答案
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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    15．阅读下列短文，按照示例在后边括号内回答加横线处的问题：
    寒假期间，小明在家学习，觉得很冷，于是用热水洗了一下脸，（示例：蒸发，吸热），先感觉还可以，不一会感觉更冷了，忽然，他想起妈妈出门时叫他烧一壶开水，于是他放下手中的作业，装了一壶水，放在液化石油气灶上加热（温度升高，热传递）．不一会儿水开了（沸腾，吸热），壶嘴冒出“白气”（液化，放热），他关掉燃气灶阀门，接着他提起水壶，将开水装入温水瓶中．

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    17．太阳能飞机
    4月21日．世界最大的“阳光动力2号”（如图甲）飞抵南京，该的表面使用一种碳纤维材料，其承载能力要比一般材料更好，但质量仅与一辆小型汽车相差无几．飞机上设有的通话、网络等设备，可随时保证飞机与地面的联系．白天，飞机飞行高度达到海拔8500米，依靠两翼上安装的太阳能电池板为直流电动机提供动力，同时对锂电池充电以保证夜间或阴雨天不间断飞行．晚上，依靠储存在锂电池里的电能继续飞行，并逐渐下降到1500米的高度，以减少能耗．飞机的有关技术参数如表：
    飞机净/总质量2300/3600kg发动机最大功率54kW
    锂电池能量密度0.25kw•h/kg发动机转换效率90%
    锂电池的总质量630kg----------
    （1）太阳能飞机长航过程中所进行的主要能量转化顺序是太阳能转化电能再转化为机械能．
    （2）飞机在最大功率下以30m/s的速度沿水平方向匀速巡航时，所受的阻力为1.8×103N．
    （3）电池充满电后，可供发电机以最大功率持续工作2.6h．
    （4）在正确解答了第（3）问后，你认为飞机可能是如何在不耗油的情况下实现夜间长时间飞行的？答：降低飞行高度，减小能耗．

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    14．关于密度、质量和体积的关系，下列说法中正确的是（　　）
    A．密度与质量成正比B．密度与体积成反比
    C．某种物质，质量与体积成正比D．不同物质，质量与密度成反比

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    1．为了探究“水和蓖麻油吸热本领的大小”．某小组设计了如图所示的实验装置，实验数据记录如下
    质量/g升温10℃所需时间/s升温20℃所需时间/s升温30℃
    所需时间/s
    蓖麻油356892123
    水3590156212
    （1）设计实验方案时，小组确定以下需控制的变量，其中多余的是C
    A．质量相同的水和蓖麻油　　　　　　　B．盛水和蓖麻油的容器相同
    C．酒精灯里的酒精量相同　　　　　　　D．采用完全相同的加热方式
    （2）在此实验中，用加热时间来表示物质吸收热量的多少．
    （3）分析实验数据可知：质量相同的水和蓖麻油，升高相同的温度时，水吸收的热量多．
    （4）小组成员在分析实验数据后发现，水和蓖麻油温度升高第一个10℃所用的时间都较长，其中的原因是刚开始加热时石棉网和烧杯要吸收热量．

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    11．如图所示，请根据N、S极，标出通电螺线管中电流的方向．

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    18．如图甲是探究“水的沸腾”的实验装置．当水温上升到90℃时，每隔1min记录一次温度计的示数，直到水沸腾5min后停止记录．

    （1）在图乙中，表示水在沸腾时的现象是其中的A图．
    （2）根据实验数据，作出了水的温度随时间变化的图象，如图丙A．由图象可知，在当时的条件下，水的沸点是98℃．若要得到图丙B的图线，你的做法是适当减小水的质量．（答出一种方法即可）
    （3）水在沸腾过程中，需要不断吸收热量，温度会保持在沸点不变．

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    15．为了探究物体动能大小与哪些因素有关，同学们设计了如图甲、乙、丙所示的实验装置进行实验．

    （1）甲、乙两次实验研究的问题是动能与速度的关系；
    （2）甲、乙、丙三次实验中木块最初获得动能最大的是丙；
    （3）某同学改用如图丁所示装置探究小球的动能与质量的关系，为了让小球到达B点时速度相同，用质量不同的小球．每次将弹簧压缩到A位置，然后静止释放，该方案是否可行？为什么？不可行，因为两个质量不同的小球动能相同，速度会不同．

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    16．如图所示的两幅图中能反映近视眼成因的是乙．把一滴水滴在写字台的玻璃板上，会看到玻璃板下的物体好像变大了，这是因为水滴相当于凸透镜．

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