题目列表(包括答案和解析)
办公室里有个自动电热水瓶,下图和表格是它的原理及参数.A为自动温控开关,当水的温度达到设定温度时自动断开电路;低于设定温度时,自动接通电路.已知水的比热容为4.2×103 J/(kg?℃),请你通过分析来进行以下计算:
(1)电热水瓶放出的热量90%被这些水吸收,烧开一瓶20℃的水(标准大气压),电热水瓶 应正常工作多长时间?
(2)黄灯亮时电热水瓶处于保温状态还是加热状态?保温元件R工作时的电阻是多大?
(注:指示灯消耗的功率可以忽略,保温功率是指整个电路消耗的功率)
有一种WSJ-60型号电水壶,图4是电水壶的电路图,L1为电源指示灯、L2为保温指示灯、L3为加热指示灯,R1、R2、R3为指示灯的保护电阻,其大小为100kΩ左右;R为加热器,其电阻小于100Ω;S1、S2为压键开关;ST温控器是一个双金属片温控开关,当温度较低时,其处于闭合状态,当温度升高到一定值后,会自动断开,从而实现了自动温度开关控制。
当水壶放在底座上时,就分别压下压键开关S1、S2,并接通电路,如果插头插入插座后,就接通了电源,电源指示灯就亮,反之就断开。
该壶有手动和自动两种工作状态。
当钮子开关拨到手动挡时,加热电阻连入,开始加热,水沸腾以后再将钮子开关拨回。
当钮子开关拨到自动挡时,此时通过ST温控器将加热电阻连入,并开始加热;当水沸腾后,ST温控器的触点断开,进入保温状态,保温指示灯亮;当水的温度低于某温度后,ST温控器又重新接通,再次进入加热状态。
若加热器电阻阻值随温度改变而发生的变化可忽略不计,根据以上叙述与观察,请回答以下问题。
1.在下列空格中填写“亮”或“不亮”
(1)手动状态通电工作时,电源指示灯 ,加热指示灯 ,保温指示灯 。
(2)自动状态通电工作时,水沸腾前:电源指示灯 ,加热指示灯 ,保温指示灯 。水沸腾后:电源指示灯 ,加热指示灯 ,保温指示灯 。
2.现将一满壶25℃的水在标准大气压下烧开需时10min,请计算该电水壶的热效率。水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)。
3.通过分析电水壶的电路,说明为什么处于自动状态下,水未沸腾前,保温指示灯是不亮的?
4.试计算电水壶正常工作时其加热电阻的阻值是多大?如果指示灯的保护电阻的大小是100kΩ,当它处于保温状态时,试计算电水壶保温时的功率有多大?由此可以说明什么问题?
在“测量小灯泡的电功率”实验中,所用灯泡的额定电压为3.8V。
(1)图17甲是小红同学没有连接完的实物电路,请用笔画线代替导线帮她将电路连接完整;
(2)闭合开关,小红发现灯泡发光很亮,其操作存在的问题是 ;
(3)纠正上述操作后,小红测出三组数据,第一次当电压表示数为3V时,电流表的示数如图17乙所示,请帮小红完成表格空白处的填写。要使小灯泡正常发光,她应将变阻器的滑片P向 端移动(填“A”或“B”);
次数 | 电压U/V | 电流I/A | 电功率P/W | 灯泡的亮度 |
l | 3.0 | 偏暗 | ||
2 | 3.8 | 0.30 | 1.14 | 正常 |
3 | 4.2 | 0.32 | 1.34 | 偏亮 |
(4)小明设计了另一种实验方案测小灯泡的额定功率,电路如图18所示,其中电源电压不变但未知,电阻R的阻值已知,具体操作如下:
①开关S拔到位置1,移动滑片P至任一位置,读出电流表示数I1;
②开关S拔到位置2,滑片P位置不动,读出电流表示数I2,先算出灯泡的电阻RL= (用所测的物理量表示),再根据,计算灯泡的额定功率;
③他们按此方案测量,发现实验结果与真实值相差较大,原
因是: 。
仔细分析后,他们认为要准确测出灯泡的额定功率,只需将上述步骤①改为: 。
小华、小军同学做“测量小灯泡电功率”的实验(小灯泡标有“2.5V”字样)。
(1)如图甲所示,是小华所连接的不完整实验电路,请你用笔画线代替导线,将缺少的一根导线接好。
(2)小华将电路接好后,闭合开关,发现小灯泡特别亮,电压表与电流表的示数较大。接下来应进行的操作是 。(填写字母代号)
A.更换电池或小灯泡 B.检查电路是否短路
C.断开开关,移动滑动变阻器滑片至最大值位置
(3)小军更换电源又做了一次试验,实验过程中,当电压表示数为 V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,该灯泡额定功率为 W。
实验次数 | 电压表示数/V | 电流表示数/A | 灯泡亮度 |
1 | 1 | 0.2 | 较暗 |
2 | 2.5 | 正常发光 | |
3 | 6 | 0 | 不发光 |
(4)分析表中实验数据可知,小军所用电源电压约为 V.
(5)若小军手边有“1.5A 50”和“2.0A 20”两种规格的滑动变阻器,上面实验中他选用的滑动变阻器规格为 。
(6)下图中的电源电压U保持不变,小灯泡的额定电压为U0,且U>U0,定值电阻的阻值为R。在不改变电路连接的情况下,能测出小灯泡额定功率的是( )
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