【题目】如图甲所示的一款多功能洗衣机,图乙是其简化电路图.此款洗衣机额定电压220V,它有两个档位,当开关置于位置1 时(电路接入R1和R2)为加热状态,消耗功率为2400W;当开关置于位置2 时(电路接入R2和电动机)为保温洗涤状态.已知电阻R1的阻值为22Ω,水的比热容为c水=4.2×103J/( kg℃).
(1)在洗衣机内加入质量为20kg、初温为20℃的冷水,求加热状态下使水的温度升高50℃需要的时间;(不考虑热损失)
(2)求R2的阻值;
(3)已知洗衣机在保温洗涤状态下工作时,通过电路的总电流为2A.求电动机的功率.
【答案】
(1)解:加热状态下使水的温度升高50℃,则水吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg℃)×20kg×50℃=4.2×106J;不考虑热损失,加热状态下洗衣机消耗的电能:W=Q吸=4.2×106J;由P= 可得,加热时间:t=
=
=1750s
(2)解:当开关置于位置1时为加热状态,R1与R2并联,其两端电压均为220V,则R1消耗的功率:P1= =
=2200W;因为加热功率等于R1、R2消耗功率之和,所以,R2消耗的功率:P2=P加热﹣P1=2400W﹣2200W=200W,由P2=
可得R2的阻值:R2=
=
=242Ω
(3)解:洗衣机在保温洗涤状态下工作时,电动机与R2并联,通过电路的总电流为2A,则电动机与R2的总功率:P总=UI=220V×2A=440W;
并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以R2的功率不变,仍为P2=200W,因为P总=P2+PM,所以,电动机的功率:PM=P总﹣P2=440W﹣200W=240W
【解析】(1)已知水的质量、比热容和温度变化量,利用吸热公式Q吸=cm△t求出水吸收的热量;不考虑热损失,则加热状态下消耗的电能W=Q吸 , 已知加热功率,利用P= 可求出加热时间;(2)根据R1的阻值和额定电压,利用P=
求出R1的功率;当开关置于位置1时为加热状态,R1与R2并联,加热电阻正常工作时,加热功率等于R1与R2功率之和,据此求出R2的功率,根据R=
求出R2的阻值;(3)洗衣机在保温洗涤状态下工作时,电动机与R2并联;已知总电流,根据P=UI求出总功率;总功率等于电动机与R2功率之和,根据并联电路的特点可知R2的功率不变,从而可求出电动机的功率.
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【题目】某物理学习小组,选择如图甲所示的四个透镜进行探究实验(其中A、B和C、D是两组形状相同的凸透镜,它们分别用玻璃、塑料和水晶制作而成):
(1)为了探究“凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系”,小组同学应选择图甲中的哪两个凸透镜做实验?
答: (选填字母序号);
(2)器材确定后,接着小组同学让一束与主光轴平行的光,分别经过两凸透镜后会聚于焦点处,如图E、F所示.比较两次实验的现象,可以得到的结论是:凸透镜表面越凸,凸透镜的焦距越 ;
(3)如果选择A、B两个透镜,他们还可以探究“凸透镜的焦距大小与 的关系”.
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【题目】图甲为测定“小灯泡电功率”的实验电路,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω.
(1)小明连接好电路后,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡始终不亮,且电压表有示数,电流表无示数,则故障原因可能是 .
(2)排除故障闭合开关,移动滑片P到某位置,电压表示数(如图乙所示)为V,则此时灯泡消耗的实际功率额定功率(选填“大于”、“小于”或“等于”).
(3)小明继续移动滑动变阻器的滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成I﹣U图象(图丙),根据图象,可计算出小灯泡的额定功率是W.
(4)进一步分析图象可知,随着灯泡两端电压的增大,灯丝电阻逐渐增大,造成这一现象的原因可能是 .
(5)小敏将原电路中的小灯泡先后换接阻值分别为5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻,探究“电流与电阻关系” ①先将5Ω的电阻接入电路,移动变阻器滑片,使电压表示数为2V,此时,电流表的示数为A.然后换接10Ω的电阻,为了保持电压表示数不变,此时滑动变阻器的滑片应向(左/右)移动.
②实验中为了保证接入20Ω的定值电阻时,保持电压表示数不变,则滑动变阻器的最大阻值应不小于Ω.
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【题目】如图所示,电源电压保持不变,闭合开关,将滑动变阻器的滑片向左移动,电表的变化情况是( )
A.电压表和电流表示数都变小
B.电压表和电流表示数都变大
C.电压表示数变小,电流表示数变大
D.电压表示数变大,电流表示数变小
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【题目】在测定小灯泡额定功率的实验中(所用灯泡的额定电压U0=2.5V).
(1)小欣小组连接的电路如图甲所示,图中电路尚未连接好,请你用笔画线代替导线在图中正确连接.
(2)小欣小组实验步骤正确,闭合开关后,发现无论怎样移动滑片P,灯都不亮,电流表示数始终为0,电压表示数约为6V,则电路中出现的故障可能;排除故障后,调节滑动变阻器,直到电压表的示数为V,观察到电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为W.
(3)小姚小组设计了另一种实验方案如图丙所示(其中电源电压未知,电阻R的阻值已知)
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,保持滑动变阻器的滑片位置不动,读出电流表示数I2 , 则灯泡的电阻RL=(请你用R、I1、I2表示),再根据P0=U02/RL , 计算灯泡的额定功率.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: .
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【题目】如图所示,铅球从出手到将要落地的过程中(不计空气阻力),下列说法正确的是( )
A.铅球由a→b时,重力势能转化为动能
B.铅球在b 点的机械能大于a 点的机械能
C.铅球由b→c 时,机械能逐渐减小
D.铅球到达c 点时动能最大
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【题目】如图所示,电源电压保持6V不变,电流表的量程为0﹣0.6A,电压表的量程为0﹣3V,定值电阻R1的规格为“10Ω 0.5A“,滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”.现闭合开关S,为了保证电路及仪器的安全,在变阻器的滑片P移动的过程中,下列说法中正确的是( )
A.电流表示数允许的电流变化范围为0.2A﹣0.5A
B.电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4W﹣0.9W
C.变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2Ω﹣20Ω
D.电路消耗总功率允许的变化范围为1.2W﹣3W
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【题目】在1标准大气压下,小明家利用天然气灶把质量为1kg的初温为20℃的水烧开.
(1)在此过程中水需要吸收多少热量?[水的比热容c=4.2×103J/(kg℃)]
(2)通过观察天燃气表得知消耗了0.02m3的天然气,如果天然气的热值为3.6×107J/m3 , 则天然气灶的热效率是多少?
(3)如用效率是84%标有“220V 800W”电热壶来烧开1kg的初温为20℃的水,则电热壶至少正常工作多少时间?
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