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3.圖甲所示是某款電熱水龍頭,也叫做“快熱水龍頭”,水龍頭本體內(nèi)設(shè)有用密封板隔開的加熱腔和電器控制腔,打開水龍頭水流經(jīng)設(shè)有絕緣加熱管的加熱腔,3s~5s即可加熱出熱水.圖乙是它的原理電路.R1、R2為電熱絲,通過旋轉(zhuǎn)手柄帶動開關(guān)S接通對應(yīng)的電路,從而實現(xiàn)冷水(常溫)、溫水、熱水之間切換.有關(guān)參數(shù)如下表.不考慮溫度對電阻絲的影響,請回答下列問題:
額定電壓220V
額定
功率
溫水2200W
熱水3300W
(1)制作水龍頭本體的材料應(yīng)具有隔熱好、絕緣好的屬性,水龍頭放出熱水時,圖乙中開關(guān)應(yīng)旋轉(zhuǎn)至位置3.
(2)當(dāng)水龍頭放出的水是溫水時,電路中的電源是多大?R2的電阻是多大?
(3)當(dāng)水龍頭放出的水是熱水時,水的流量為30cm3/s,水龍頭的熱效率為90%,流出的熱水的溫度大約是多少?已知水的初溫為20℃,水的比熱容為4.2×103J/(kg.℃)

分析 (1)根據(jù)自己對水龍頭的了解確定其屬性;根據(jù)開關(guān)位置的改變,判斷出電路的連接情況,然后根據(jù)P=U2R判斷功率的大小,由此可知開關(guān)的位置;
(2)根據(jù)電路電源確定水龍頭放出溫水時電源電壓;
根據(jù)溫水時的功率和熱水的功率求出R2消耗的功率,然后根據(jù)R=U2P求出R2的電阻;
(3)先根據(jù)W=Pt求出1s內(nèi)水龍頭消耗的電能,然后根據(jù)密度公式、Q=ηW和Q=cm(t-t0)求出水熱水的溫度.

解答 解:(1)為了防止燙傷和觸電,因此水龍頭需具有隔熱好和絕緣好的屬性;
當(dāng)開關(guān)撥至位置2時,電路只有R1;當(dāng)開關(guān)撥至位置3時,電路為R1、R2的并聯(lián),由P=U2R可知,當(dāng)開關(guān)撥至位置2時的功率小于開關(guān)撥至位置3時的功率,因此開關(guān)撥至3時,水龍頭放出熱水;
(2)因為電路電源為220V,因此當(dāng)水龍頭放出的水是溫水時,電路中的電源是220V;
根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,P=2200W;P=3300W;則R2消耗的功率:P2=3300W-2200W=1100W;
由P=U2R可知,R2的電阻:R2=U2P2=220V21100W=44Ω;
(3)1s內(nèi)水龍頭消耗的電能:W=Pt=3300W×1s=3300J;
由ρ=mV、Q=ηW和Q=cm(t-t0)可得:
90%×3300J=4.2×103J/(kg•℃)×1.0×103kg/m3×30×10-6m3×(t-20℃)
t≈43.6℃.
答:(1)隔熱好、絕緣好;3;
(2)當(dāng)水龍頭放出的水是溫水時,電路中的電源是220V;R2的電阻是44Ω;
(3)當(dāng)水龍頭放出的水是熱水時,水的流量為30cm3/s,水龍頭的熱效率為90%,流出的熱水的溫度大約是43.6℃.

點評 本題考查電功、電功率以及熱量公式的應(yīng)用,解題的關(guān)鍵是正確分析判斷出開關(guān)處于不同的位置時電熱水龍頭的檔位,并能對計算公式進行靈活變形.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來源: 題型:解答題

13.如圖是測量小燈泡電功率的實驗電路圖,圖中小燈泡的額定電壓為2.5V.

(1)若選用干電池作電源,至少要用2節(jié)干電池串聯(lián)起來.
(2)下面是同學(xué)們在實驗過程中出現(xiàn)的一些情況,請你分析出現(xiàn)這些情況的可能原因.
A、連接好電路,閉合開關(guān)后,看到電流表指針如圖乙所示偏轉(zhuǎn).可能原因是電流表的正負數(shù)接線柱接反了.
B、將最后一根導(dǎo)線連好后,馬上看到燈泡發(fā)光.可能原因是連接電路的過程中開關(guān)沒有斷開.
C、連接好電路,閉合開關(guān)后,小燈泡不亮,且電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù).可能原因是小燈泡短路.
(3)正確連好電路,閉合開關(guān)后,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)為2.7V,要使小燈泡正常發(fā)光,滑動變阻器應(yīng)向右調(diào),當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時,此時電流表示數(shù)如圖丙所示0.24A,小燈泡的額定功率為0.6W.

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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

14.如圖所示,工人用滑輪組吊起質(zhì)量為40kg的箱子,工人施加的拉力為25N,箱子被勻速豎直提升了2m,不計繩重和摩擦,則滑輪組的機械效率為(  )
A.1B.62.5C.50%D.80%

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科目:初中物理 來源: 題型:解答題

11.圖甲是“格力”電飯鍋工作電路圖,電阻R1、R2是安裝在同一發(fā)熱盤中的發(fā)熱絲,且R1=9R2,L1、L2為紅、綠指示燈,S2是溫控開關(guān),當(dāng)鍋內(nèi)溫度達到103℃時S2自動跳轉(zhuǎn),紅燈亮、綠燈滅,表示正在加熱;綠燈亮,紅燈滅,表示處于保溫狀態(tài).電阻R3、R4的阻值非常大,計算時可近似地將其看成斷路;指示燈L1、L2和電阻R3、R4消耗的電功率很小,可以忽略不計,工作電路圖可近似等效為圖乙所示.電阻R1、R2的實際工作電壓保持恒定,且不考慮R1、R2的阻值隨溫度的變化.

小敏家買了該電飯鍋,銘牌上標有“220V 1000W(加熱功率)”字樣,當(dāng)它給質(zhì)量為1.5kg,初溫為30℃的水加熱時,發(fā)現(xiàn)電能表(標有“2000imp/kwh”字樣)在1分鐘內(nèi)指示燈閃爍了30次(其它用電器都不工作).加熱時,該電飯鍋消耗的電能有90%被水吸收,已知水的比熱容c=4.2×103J/(kg•℃).求:
(1)加熱時,水至沸騰需要吸收的熱量(1標準大氣壓下);
(2)加熱時,該電飯鍋的實際功率;
(3)加熱時,水至沸騰需要的時間(計算結(jié)果保留整數(shù));
(4)保溫時,該電飯鍋的實際功率.

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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

18.在使用滑輪組提升重為G的物體時,繩端的拉力14G,已知滑輪組的機械效率為80%,則承擔(dān)物體和動滑輪總重的繩子的段數(shù)為(  )
A.3段B.4段C.5段D.6段

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科目:初中物理 來源: 題型:多選題

8.“天宮一號”是中國第一個目標飛行器.2013年6月20日,中國第二位女航天員王亞平在“天宮一號”上授課時完成了許多實驗.若你在“天宮一號”上,以下實驗?zāi)芡瓿傻氖牵ā 。?table class="qanwser">A.用天平測量物體的質(zhì)量B.用彈簧測力計測物體的重力C.用溫度計測量空間站的溫度D.用電流表測量電流大小

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科目:初中物理 來源: 題型:解答題

15.在“測量小燈泡電功率”的實驗中,小燈泡額定電壓為2.5V,小燈泡電阻約為10Ω.

(1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲中的實驗電路連接完善(要求滑片向左移動時燈泡變暗).
(2)小東同學(xué)連接好電路后,閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片到某點,電壓表的示數(shù)如圖乙所示.若他想測量小燈泡的額定功率,應(yīng)將圖甲中的滑片向右(選填“左”或“右”)端移動,使電壓表示數(shù)為2.5V.
(3)于是,小東開始向該方向移動滑片,移動一小段停下后,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮了.見狀小東立即斷開開關(guān)檢查電路.使燈恢復(fù)了正常亮度,此時電壓表示數(shù)恰好為2.5V.
(4)他又移動滑片,記下了幾組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù),并繪制成圖丙所示的I-U圖象,根據(jù)圖象信息可以計算出小燈泡的額定功率是0.75W.
(5)他利用已測出的幾組數(shù)據(jù)求出了小燈泡的電阻,發(fā)現(xiàn)小燈泡的電阻值是變化的,產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是燈泡電阻受溫度影響,隨溫度的升高而增大.

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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

12.如圖1為一個平衡的杠桿,左端掛有充足氣的籃球和套扎在氣針尾端的氣球,右端為鉤碼,將氣針頭插入籃球中,氣球膨脹,此時杠桿如圖2,下列分析不正確的是( �。�
A.圖2中,氣球的體積越大,它受到的浮力也越大
B.圖1中,杠桿左右兩邊受拉力的力臂相等
C.圖2中,杠桿的左端上翹是因為氣球受到的浮力變大
D.實驗過程中,杠桿左端所掛物體的總重始終不變

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科目:初中物理 來源: 題型:解答題

13.曉威用圖甲所示的電路做“探究電流與電壓的關(guān)系”的實驗.

(1)按圖甲電路,將圖乙中電流表正確連入電路.
(2)在閉合開關(guān)之前,圖中滑動變阻器的滑片應(yīng)放在B(選填“A”或“B”)端,曉威檢查電路連接正確,閉合開關(guān),電流表無示數(shù).可是無論怎樣移動滑片,電壓表示數(shù)接近電源電壓,你認為發(fā)生故障的原因可能是電阻斷路.
(3)清除故障后,調(diào)節(jié)滑片P記錄電壓電流值,其中有一組數(shù)據(jù)如圖丙所示,請?zhí)钤谙卤碇校?br />
 電壓U/V 0.5 1.0 1.5 
 電流I/A 0.06 0.1 0.14 
分析表中數(shù)據(jù),可得出的結(jié)論是:在導(dǎo)體電阻一定時,電流與電壓成正比.
(4)同組的小薔實驗后分析實驗數(shù)據(jù)得出電阻R1的大小,R1的阻值是9.75Ω.

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同步練習(xí)冊答案
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