小明家用燃气灶烧水时,把质量为2kg,初温为20℃的水加热到100℃,共燃烧了0.02m3的天然气,已知水的比热容为C水=4.2×103 J/(kg•℃),天然气的热值为q=8.4×107 J/m3.求:
(1)水吸收的热量;
(2)0.02m3天然气完全燃烧放出的热量;
(3)燃气灶烧水时的效率?
【考点】热量的计算;能量利用效率.
【分析】(1)由热量公式可以求出水吸收的热量,水吸收的热量转化为水的内能;
(2)由燃烧值公式可以求出天然气完全燃烧释放的热量;
(3)由效率公式求出燃气灶烧水的效率.
【解答】解:
(1)水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×=6.72×105J,
(2)天然气完全燃烧放出的热量:
Q放=Vq=0.02m3×8.4×107J/m3=1.68×106J;
(3)燃气灶的效率:
η=×100%=×100%=40%.
答:
(1)水吸收的热量为6.72×105J;
(2)天然气燃烧放出的热量为1.68×106J;
(3)燃气灶烧水的效率为40%.
有一个带高低档的电加热器,其工作电路可简化成如图所示,期中R1=10Ω,R2=5Ω,闭合开关后,通过R1的电流为2A,求:
(1)R1两端的电压
(2)R2消耗的电功率.
(3)通电10min,该电路消耗的总电能.
【考点】欧姆定律的应用;电功的计算;电功率的计算.
【分析】(1)根据题目条件,明确R1电阻和通过R1的电流,根据U=IR求解;
(2)分析电路的连接方式,利用并联电路的特点求出R2两端电压,再依据P=UI;
(3)根据并联电路中电路消耗的总电能等于各用电器消耗的电能之和,由W=UIt求解.
【解答】解:(1)由题可知,根据欧姆定律可得R1两端电压:U1=I1R1=2A×10Ω=20V;
(2)由图可知,R1与R2并联,根据并联电路总电压等于各支路两端电压可知:
U=U1=U2=20V,
R2消耗的电功率:P2===80W;
(3)通电10min,该电路消耗的总电能:
W=W1+W2=U1I1t+P2t=20V×2A×600s+80W×600s=72000J.
答:(1)R1两端的电压为20V;
(2)R2消耗的电功率为80W;
(3)通电10min,该电路消耗的总电能为72000J.
蒋小龙同学在做“测量小灯泡的额定功率”实验时,选用了电源电压是6V的蓄电池和额定电压为3.8V的小灯泡等器材,连接电路如图甲所示.
(1)连接电路时,开关要处于 状态,开关闭合前,要把滑动变阻器的滑片放到最 端.(填“左”或“右”)
(2)蒋小龙同学检查电路无误后,闭合开关,移动变阻器滑片使电压表示数为3.8V,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的电功率为 W.
(3)若电压表只有0﹣﹣3V的量程可用,在不更换实验器材的情况下,可以将电压表并联接在变阻器的两端,且使电压表示数为 V时,小灯泡才能正常发光.
【考点】电功率的测量;串联电路的电压规律.
【分析】(1)连接电路时,为保护电路元件,开关应断开且滑片置于阻值最大的位置;
(2)根据图乙电流表小量程读数,由P=UI求灯的额定功率;
(3)灯在额定电压下正常工作,根据串联电路电压的规律分析作答.
【解答】解:(1)连接电路时,为保护电路元件,开关应断开;且滑片置于阻值最大的位置,即将滑动变阻器的滑片放到远离下接线柱处即最左端;
(2)图乙中,电流表小量程分度值为0.02A,示数为0.2A,电压表示数为3.8V,此时小灯泡电压为额定电压,则灯的额定功率P=UI=3.8V×0.2A=0.76W;
(3)将电压表并联接在变阻器的两端时,电压表测变阻器的电压,根据串联电路电压的规律,
已知电源电压是6V的蓄电池,当电压表示数为U滑=U﹣UL=6V﹣3.8V=2.2V时,灯的电压 一定为为3.8V,灯正常发光.
故答案为:(1)断开;左;(2)0.76;(3)2.2.
在探究并联电路电流规律的实验中,小明按图甲所示电路图连接好电路后,闭合开关,电流表A1的示数图乙所示,电流表A2和A的指针都指向同一刻度,如图丙所示,则L1中的电流为 A,灯L2中的电流为 A,干路中的电流为 A,由此初步得出并联电路中电流的规律为: ;
在探究并联电路电流规律的实验中,小明按图甲所示电路图连接好电路后,闭合开关,电流表A1的示数图乙所示,电流表A2和A的指针都指向同一刻度,如图丙所示,则L1中的电流为 0.8 A,灯L2中的电流为 0.2 A,干路中的电流为 1 A,由此初步得出并联电路中电流的规律为: 干路电流等于各个支路电流之和 ;
【考点】探究串并联电路中的电流特点实验.
【分析】并联电路中,干路电流等于各个支路电流之和,电流表A1测量的是通过灯泡L1的电流;电流表A2测量的是通过灯泡L2的电流;电流表A测量干路电流.
【解答】解:闭合开关,电流表A1的示数图乙所示,电流表A2和A的指针都指向同一刻度,如图丙所示,则L1中的电流为0.8A,电流表A2所选量程为0~0.6A;灯L2中的电流为0.2A,电流表A所选量程为0~3A;所以干路中的电流为1A,由此初步得出并联电路中电流的规律为:干路电流等于各个支路电流之和.
故答案为:0.8;0.2;1;干路电流等于各个支路电流之和.
某小组的同学做“比较不同物质的吸热能力”的实验,他们使用了如图所示的装置.
(1)在设计实验方案时,需要确定以下控制的变量,你认为其中多余的是
A.采用完全相同的加热方式
B.酒精灯里所加酒精量相同
C.取相同质量的水和另一种液体
D.盛放水和另一种液体的容器相同
(2)加热到一定时刻,水开始沸腾,此时的温度如图丙所示,则水的沸点是 ,这表明实验时的大气压强 (选填“大于”、“小于”或“等于”)一个标准大气压.
(3)而另一种液体相应时刻并没有沸腾,但是温度计的示数比水温要高的多.请你就此现象进行分析,本实验的初步结论为:不同物质的吸热能力 (选填“相同”或“不同”).你认为是 的比热容更大些.
【考点】探究比热容的实验.
【分析】(1)探究物质比热容的大小需要控制的变量包括:吸收的热量,不同物质的质量,加热的时间和加热的方式.
(2)液体沸腾时的温度叫沸点.读取温度计示数时,要明确温度计的分度值,视线与液柱最高处的液面相垂直;液体的沸点与气压有关,气压越大沸点越高,气压越小,沸点越低.
(3)已知液体和水的质量相同,相同时间吸收的热量相同,但温度变化不同,说明它们的吸热能力不同.
【解答】解:(1)用控制变量法进行探究,因为引起温度变化的因素是吸热的多少、物质的质量、加热时间和方式,与酒精的多少无关,所以B选项多余.
(2)在丙图中,水的沸点为98℃;因为沸点低于100℃,所以实验时的大气压小于一个标准大气压.
(3)在质量、吸收的热量相同时,不同液体升高的温度不同,说明不同物质的吸热能力不同,未知液体的吸热能力小于水的吸热能力,水的比比热容更大.
故答案为:(1)B;(2)98℃;小于;(3)不同;水.
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