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10.小明家新買了一臺電熱油汀取暖器,如圖所示.當(dāng)小明用力晃動這臺取暖器時,可以聽到其內(nèi)部發(fā)出了液體流動的聲音.小明找出說明書仔細(xì)閱讀后得知,這種取暖器將電熱管安裝在散熱片腔體內(nèi)的下部;在腔體內(nèi)電熱管周圍注有導(dǎo)熱油;在控制電路中裝有雙金屬溫控元件,當(dāng)油溫達(dá)到調(diào)定溫度時,溫控元件會自行斷開電源;在使用注意事項(xiàng)中特別強(qiáng)調(diào)這種取暖器不能倒置或側(cè)臥使用.油汀內(nèi)有R1(“220V800W”)和R2(“220V1200W”)兩根電熱管,通過控制S1和S2實(shí)現(xiàn)三檔功率調(diào)節(jié),LED是發(fā)光二極管.某型號電熱油汀銘牌上的部分參數(shù)如下表.
額定電壓額定頻率加熱功率LED發(fā)光二極管
220V50Hz800W/1200W10mA
(1)為什么強(qiáng)調(diào)不能上下倒置或放倒后通電加熱?
(2)經(jīng)查閱導(dǎo)熱油的有關(guān)數(shù)據(jù)如下:
ρ=0.8g/cm3、C=2.5KJ/(Kg•℃)、沸點(diǎn)348℃、腔體內(nèi)注入10L油,電熱油汀取暖器在高檔位工作10min,可使油的溫度升高多少?(不考慮熱量的損失)
(3)如果R0=21800Ω,LED二極管的額定電壓多大?指示燈電路消耗的功率多大?

分析 (1)以從電熱管、溫度、對流等方面解釋;
(2)當(dāng)在高檔位工作20min,根據(jù)W=Pt求出此狀態(tài)下電熱管消耗的電能;根據(jù)Q=cm△t求出吸收的熱量;
(3)R0和LED發(fā)光二極管串聯(lián),由二極管的額電流可算出R0兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出二極管的額定電壓,由P=UI可算出指示燈電路消耗的功率.

解答 解:(1)①避免電熱管露出油面,在這種情況下,通電加熱有可能導(dǎo)致電熱管處于油面以上的部分由于溫度過高而燒壞;②不利于對流.
(2)取暖器在高檔位工作功率P=800W+1200W=2000W,
消耗的電能W=Pt=2000W×10×60s=1.2×106J,
由于不考慮熱量的損失則Q=W=1.2×106J,
油的質(zhì)量m=ρV=0.8×103Kg/m3×10×10-3m3=8kg,
由Q=cm△t得:
△t=Qcm=\frac{1.2×1{0}^{6}J}{2.5×1{0}^{3}J/(kg•℃)×8kg}=60℃.
(3)LED二極管工作電流I=10mA=0.01A.由于R0和LED發(fā)光二極管串聯(lián),
則根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各電阻兩端電壓之和得:
R0分去電壓U0=IR0=0.01A×21800Ω=218V,
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可得:LED發(fā)光二極管串聯(lián)電壓UL=U-U0=220V-218V=2V,
LED消耗的功率PL=UI=220V×0.01A=2.2W.
答:(1)強(qiáng)調(diào)不能上下倒置或放倒后通電加熱的原因是:
①避免電熱管露出油面,在這種情況下,通電加熱有可能導(dǎo)致電熱管處于油面以上的部分由于溫度過高而燒壞;②不利于對流.
(2)油的溫度升高60℃.
(3)LED二極管的額定電壓為2V,指示燈電路消耗的功率為2.2W.

點(diǎn)評 本題考查并聯(lián)電路的特點(diǎn)、電功率和效率的計(jì)算和應(yīng)用,與生活相連,使學(xué)生覺得學(xué)了物理有用,同時在計(jì)算功率時,要注意單位統(tǒng)一.

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空桶的重力
(N)
物體重力
(N)
物體在水中時測力計(jì)數(shù)
(N)
物體受到的浮力
(N)
物體排開的水重
(N)
1.52.01.50.50.5
(1)分析表中的數(shù)據(jù)你可得出的結(jié)論浸在液體里的物體受到浮力等于它排開的液體受到的重力.

(2)由阿基米德原理(F=G排液)結(jié)合相關(guān)知識,可以推得FV排液g,從而看出物體受到的浮力大小與物體排開液體的體積和液體的密度有關(guān).

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時間(min)0123456….10
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