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14.如图所示,一个用电阻丝绕成的线圈浸没在盛油的量热器中.量热器为绝热容器,不会与外界发生热传递.线圈的电阻为Rθ,Rθ会随温度变化,其变化规律可以用公式Rθ=R0(1+αθ)表示,式中R0为0℃时线圈的电阻、θ为线圈温度、α为电阻的温度系数.现将线圈两端接入电压恒定的电源,线圈发热使油温缓慢地上升.已知油的初始温度为0℃,此时温度升高的速率$\frac{△θ}{△t}$为5.0℃/min;持续一段时间后,油温上升到30℃,此时温度升高的速率变为4.5℃/min.(在温度变化△θ很小时,△θ的变化要考虑,但可认为Rθ不变.)试求:
(1)若电源电压为220V,0℃时线圈的电阻为96.8Ω,量热器中油的比热容为2×103J/Kg•℃,则量热器中油的质量为多少?
(2)此线圈电阻的温度系数α.

分析 (1)根据量热器、油、线圈构成的系统在单位时间内吸收的热量等于通过线圈的电流的电功率可求得量热器中油的质量;
(2)量热器、油、线圈构成的系统在单位时间内吸收的热量等于通过线圈的电流的电功率,根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$及v=kP写出当油温为0℃和30℃时电功率和系统升温的速率的关系式,再根据Rθ=R0 (1+αθ)列式即可求解.

解答 解:(1)量热器、油、线圈构成的系统在单位时间内吸收的热量等于通过线圈的电流的电功率,
由$cm△θ=\frac{{U}^{2}}{{R}_{0}}△t$得,
m=$m=\frac{{U}^{2}}{{R}_{0}c\frac{△θ}{△t}}$=$\frac{(220V)^{2}}{96.8Ω×2×1{0}^{3}J/(kg•℃)×5.0℃/60s}$=3kg;
(2)量热器、油、线圈构成的系统在单位时间内吸收的热量等于通过线圈的电流的电功,
设加在线圈两端的电压为U,当线圈的电阻为R0时,电流的功率P0=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{0}}$-------------①
根据题意得:v0=kP0 ----------------②
式中v0为0℃时系统升温的速率,k为比例系数,同理当油温为30℃时有:P30=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{30}}$------------③,
v30=kP30 ----------------④
由①②③④得:$\frac{{R}_{30}}{{R}_{0}}$=$\frac{{v}_{0}}{{v}_{30}}$=1+30α.带入数据解得:α=3.7×10-3K-1
答:(1)量热器中油的质量为3kg;
(2)此线圈电阻的温度系数为3.7×10-3K-1

点评 本题是一道信息题,要求同学们能读懂题目的意思,能从题中找出物理量之间的关系,读出有效的信息,对同学们的能力要求较高,难度适中.

练习册系列答案
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科目:初中物理 来源: 题型:实验探究题

4.如图所示是“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验.

(1)实验中为了测量滑动摩擦力的大小,应用弹簧测力计沿水平方向匀速直线拉动木块.
实验数据如下:
序号接触面压力/N滑动摩擦力/N
1木块与木板2.00.4
2木块与木板2.50.5
3木块与毛巾2.00.6
﹙2﹚分析1、2(选填序号)两次实验数据可以初步得出滑动摩擦力与压力的关系,具体结论是:接触面粗糙程度一定,压力越大,滑动摩擦力越大.
﹙3﹚在第一次实验中如果用0.5N的力水平拉动木块,则木块受到的滑动摩擦力为0.4N.
﹙4﹚在第二次实验中,若木块上方砝码的重为0.5N,当用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速滑动时,则砝码与木块间摩擦力的大小D
A.大于0.5N    B.大于零且小于0.5N      C.等于0.5N     D.等于零
(5)实验结束后,小明同学想探究摩擦力是否与接触面的大小有关,他用弹簧测力计测出木块在水平面上做匀速直线运动时的摩擦力,然后将木块沿竖直方向锯掉一半,测得摩擦力的大小也变为原来的一半.她由此得出:当接触面的粗糙程度一定时,接触面越小,摩擦力越小.你认为他的结论正确吗?不正确,理由是:没有控制压力不变.

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科目:初中物理 来源: 题型:选择题

5.下列关于声现象的说法中,正确的是(  )
A.声音在不同介质中的传播速度相同
B.如果物体发声停止,声音的传播立即停止
C.海洋中的海豚利用海水传播声音,交流信息
D.声呐来获得水中鱼群位置是利用声音可以传递能量

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科目:初中物理 来源: 题型:作图题

2.如图所示,一物体静止在斜面上,物体对斜面的压力是10N,请你画出物体对斜面压力的示意图.

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科目:初中物理 来源: 题型:实验探究题

9.小明同学在探究“压力的作用效果与压力大小的关系”时,做了如图甲、乙所示的实验.(被压物体为海绵)

(1)实验通过海绵的形变程度比较压力的作用效果.由甲、乙所示的实验可得结论受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显.
(2)若想探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应再作图丁(填“丙”或“丁”)所示实验.
(3)该实验中用的方法有控制变量法和转换法.

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科目:初中物理 来源: 题型:实验探究题

19.小丽同学用焦距为15cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验:
(1)如图甲所示,实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心,使它们在同一高度上.

(2)实验过程中,当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时,在光屏上可得到一个清晰的实像,生活中利用这个规律制成的光学仪器是照相机.
(3)实验过程中,小丽发现当蜡烛成实像时,物距减小,像距与像都变大(选填“变大”“变小”或“不变”).
(4)实验过程中,随着蜡烛的燃烧,可观察到光屏上的像向上(填“上”或“下”)移动.
(5)通过实验观察可知,在图乙中左边的蜡烛通过凸透镜不可能形成的像是B.(填符号)

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科目:初中物理 来源: 题型:多选题

6.在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中,同学们做了如图所示三个实验,质量为m和2m的小球分别沿同一斜面按照实验要求下滑,与水平面上的纸盒相碰,纸盒在水平面上移动一段距离后静止.下列说法正确的是(  )
A.实验中所探究的“物体的动能”是指小球的动能
B.此实验中物体动能的大小是通过纸盒移动的距离来表示的
C.由甲乙两图可知物体动能的大小与物体的速度无关
D.由甲丙两图可知,物体的动能大小与物体的质量大小有关

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科目:初中物理 来源: 题型:解答题

3.暑假小明来新疆旅游期间,遇到了以下一些疑问,你能帮他解释原因吗?
(1)小明买机票时,使用磁条式银行卡刷卡交费,刷卡是利用磁生电(填“电生磁”或“磁生电”)的原理.机场一处指示灯是由一排发光二极管组成的,其中一个二极管的铭牌上标有“2V  0.04W”字样,当二极管灯正常工作时,通过它的电流为0.02A.
(2)飞机起飞前广播提醒乘客,关闭手机及其他电子设备.原因是手机接收和发射的电磁波,会干扰机载电子系统.机翼的形状是上表面为向外凸的曲面而下表面为平面,这样飞机在跑道高速前行时,机翼上表面空气流速大,压强小,使飞机获得了升力.F1赛车的车翼的截面形状与飞机的机翼形状正好颠倒(选填“相同”或“颠倒”)才能使它获得向下的作用力.
(3)小明来到新疆天池旅游发现,刚从雪山上流下来的夹杂着冰雪的溪水的温度接近于0℃,中午阳光照射下,溪边的石头温度升高很快,而小溪里的水升温较慢,这是因为水的比热容较大,当地人将西瓜放到溪水里来冰镇西瓜,这是利用热传递的方式来改变西瓜的内能.

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科目:初中物理 来源: 题型:作图题

4.在图中画出小球受到的力(墙壁光滑).

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