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5.我國是一個水資源匱乏的國家愛動腦筋的小何同學,為了節(jié)約用水設(shè)計了一個儲水箱放在他家洗衣機底部,用來儲存洗衣機廢水,沖洗便盆.

(1)根據(jù)有關(guān)技術(shù)參數(shù),求洗衣機洗滌時的正常工作電流是多少?
(2)為合理利用空間,他根據(jù)衛(wèi)生間的空間和洗衣機底面積的大小,確定儲水箱的長和寬分別為1.0m、0.5m.假設(shè)要求儲水箱的儲水量為300kg,求小何設(shè)計的儲水箱的高度至少為多少?
(3)在寒冷的冬天,溫度太低會影響洗滌效果,小何進一步思考:如果在洗衣機上安裝一個加熱電阻,這樣在洗滌前先將水加熱到適宜的溫度,可提高洗滌效果.若每次洗衣時,首次進水量為10kg,加熱時電能的80%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能,要求給10kg的水正常加熱10min,使水的溫度升高20℃,求小何在洗衣機上安裝的加熱電阻為多少?[C=4.2×103J/kg•℃)].

分析 (1)用電器正常工作時的功率和額定功率相等,根據(jù)P=UI求出洗衣機洗滌時的正常工作電流;
(2)知道儲水箱的儲水量,根據(jù)V=\frac{m}{ρ}求出水的體積,根據(jù)體積公式求出儲水箱的高度;
(3)知道水的質(zhì)量和升高的溫度以及比熱容,根據(jù)Q=cm△t求出水吸收的熱量,根據(jù)η=\frac{{Q}_{吸}}{W}×100%求出消耗的電能,根據(jù)W=\frac{{U}^{2}}{R}t求出加熱電阻的阻值.

解答 解:(1)由P=UI可得,洗衣機洗滌時的正常工作電流:
I=\frac{{P}_{洗滌}}{U}=\frac{220W}{220V}=1A;
(2)由ρ=\frac{m}{V}可得,水的體積:
V=\frac{m}{ρ}=\frac{300kg}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}=0.3m3,
由V=Sh可得,儲水箱的高度:
h=\frac{V}{S}=\frac{0.3{m}^{3}}{1.0m×0.5m}=0.6m;
(3)10kg水升溫度高20℃吸收的熱量:
Q=cm′△t=4.2×103J/(kg•℃)×10kg×20℃=8.4×105J,
由η=\frac{{Q}_{吸}}{W}×100%可得,消耗的電能:
W=\frac{{Q}_{吸}}{η}=\frac{8.4×1{0}^{5}J}{80%}=1.05×106J,
由W=\frac{{U}^{2}}{R}t可得,加熱電阻的阻值:
R=\frac{{U}^{2}}{W}t=\frac{(220V)^{2}}{1.05×1{0}^{6}J}×10×60s=27.7Ω.
答:(1)洗衣機洗滌時的正常工作電流是1A;
(2)小何設(shè)計的儲水箱的高度至少為0.6m;
(3)小何在洗衣機上安裝的加熱電阻為27.7Ω.

點評 本題考查了電功率公式、密度公式、體積公式、吸熱公式、效率公式和電功公式的應(yīng)用,要注意溫度升高了(溫度的變化量)和升高到(末溫)的區(qū)別.

練習冊系列答案
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16.下面有關(guān)熱學知識的說法中哪個是正確的(  )
A.兩個物體相比,質(zhì)量大溫度高的那個物體含有的熱量多
B.質(zhì)量相同的物體吸收相同的熱量比熱容大的溫度升得快
C.熱機一個工作循環(huán)的四個沖程中有兩個沖程對外做了功
D.對于物理量的單位,熱量的單位和內(nèi)能的單位是一樣的

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A.石油B.天然氣C.太陽能D.可燃冰

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10.在“測量小燈泡電功率的實驗中”,已知電源電壓為6V,小燈泡標有“2.5V”的字樣,燈泡正常發(fā)光時的電阻約為10Ω.
序號U/VI/A
10.22
22.50.26
330.3
(1)請將電路補充完整,使滑動變阻器滑片向右移動時電流表示數(shù)減�。�
(2)小明按上面電路接好后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù),電流表無示數(shù),燈泡不發(fā)光,左右移動滑片,現(xiàn)象沒有變化,他將鄰組完好的燈泡與燈座更換后還是沒能排除故障,你認為他的電路故障是連接開關(guān)左接線柱與燈左接線柱的導線斷路.
(3)排除故障后,小明測量出三組數(shù)據(jù)如表,其中第一次試驗時電壓表示數(shù)如圖2所示,讀數(shù)為1.8V,三次實驗中,燈泡的亮度逐漸變亮(暗/亮),正常發(fā)光時的功率為0.65W.
(4)小華認為根據(jù)上表數(shù)據(jù)還可得出通過燈泡的電流與電壓成正比的結(jié)論,你認為他的看法是錯誤(正確/錯誤)的.

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17.如圖所示,電源電壓為9V,燈泡標有“6V3W”字樣,閉合開關(guān)后,調(diào)節(jié)滑動變阻器使燈泡正常發(fā)光.求:
(1)此時電流表的示數(shù)是多少?
(2)滑動變阻器兩端的電壓是多少?
(3)滑動變阻器的電阻是多大?
(4)通電100S,變阻器滑動變阻器消耗的電能是多少?

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