某型号家用电饭锅有加热和保温两个档位,加热档功率大于保温档功率。其原理如图所示,R1和R2为两个加热电阻。电饭锅在保温档正常工作时的功率P保=22W。已知电阻R2=44Ω,求:
(1)电饭锅在加热档正常工作时的功率是P加;
(2)加热电阻R1的阻值;
(3)电饭锅正常工作时,用加热档给食物加热20min后,换用保温档给食物加热10min,此过程中,电饭锅产生的热量Q。
1)1100W;(2)2156Ω;(3)1.3332×106 J
【解析】
试题分析:(1)根据电路图可知,当开关S在位置1时,电路为R2的基本电路;当开关S在位置2时,电阻R1、R2串联;由P=U2/R可知,开关在位置1时,为加热档;开关在位置2时,为保温档;
加热功率:P热 =U2/R2=(220V)2/44Ω=1100W;
(2)由P=U2/R可知,保温时,电路中的总电阻:R=U2/P保温=(220V)2/22W=2200Ω;
因为串联电路的总电阻等于各部分电阻之和,所以R1 =R-R2 =2200Ω-44Ω=2156Ω;
(3)电饭锅产生的热量:Q=P热t热+P保温t保温=1100W×20×60s+22W×10×60s=1.3332×106 J
考点:电功率的计算;电热
把质量为1kg、初温为25℃的水加热至75℃的过程中,共消耗了10g液化气,求:
(1)相对于燃烧干木柴来说,液化气有哪些优点?
(2)水吸收的热量;
(3)燃烧液化气放出的热量(q液化气=4.2×107J/kg);
(4)加热装置的效率。
(1)言之有理即可;(2)2.1×105J;(3)4.2×105J;(4)50%
【解析】
试题分析:(1)言之有理即可 ,例如:污染小;热值大;方便运输等。
(2)水吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(75℃-25℃)=2.1×105J
(3)液化气完全燃烧放出的热量:Q放=mq=0.01kg×4.2×107J/kg=4.2×105J
(4)加热装置的效率:η=Q吸/Q放×100%=2.1×105J/4.2×105J×100%=50%
考点:热量的计算;能量利用效率;燃料的热值
如图所示的电路中,电源电压恒为6V,小灯泡L上标有“6V,3W”的字样,电阻R1的阻值为8Ω,滑动变阻器R2上标有“10Ω,2A”的字样。求:
(1)小灯泡L正常工作时的电阻;
(2)开关S1与S2都断开,S闭合时,R1在10min内产生的热量;
(3)当开关S1、S2、S都闭合,电流表的示数为1.5A时,R2消耗的电功率。
(1)12Ω;(2)432J;(3)6W
【解析】
试题分析:(1)由P=U2/R得:
灯泡正常工作时的电阻:RL =U2额/P额=(6V)2/3W=12Ω;
(2)开关S1 与S2 都断开,S闭合时,灯泡和R1 串联,
电路中的电流:I=U/R=U/R1+RL=6V/8Ω+12Ω=0.3A,
R1 在10min内产生的热量:Q=I2 R1 t=(0.3A)2 ×8Ω×10×60s=432J;
(3)当开关S1、S2、S都闭合,R1 被短路,灯泡和滑动变阻器并联,小灯泡正常工作,
由P=UI得:灯泡中的电流IL =P额/U额=3W/6V=0.5A,
R2 支路电流I2 =I′-IL =1.5A-0.5A=1A,
R2 消耗的电功率:P2 =UI2 =6V×1A=6W
考点:电功率的计算;焦耳定律的计算公式及其应用
如图所示,甲、乙两个完全相同的玻璃瓶内有阻值分别为R甲、R乙的电阻丝,瓶中插入温度计a、b。
(1)利用此装置探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关时,在两瓶中加入质量、初温都相同的煤油。闭合开关一段时间,可以通过 情况,判断电阻丝产生热量的多少,在此采用的方法是 。
(2)此方案是探究 和时间相同时,电流通过电阻丝产生的热量与 大小的关系。
(3)在甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体,且电阻丝的阻值 时,可以比较不同物质的吸热能力。若温度计a比温度计b温度升高得快,则甲、乙两瓶内液体的比热容关系是C甲 C乙(填“大于”“小于”或“等于”)。
(1)温度变化、转换法(2)电流、电阻(3)相同、小于
【解析】
试题分析:(1)电流通过导体产生的热量不易直接观察,本实验中通过温度计示数的变化显示电流产生热量的多少;在此采用的方法是转换法;
(2)探究电流产生的热量多少与电阻的关系时,应控制通过甲乙两电阻的电流和通电时间不变,故据图可知,此时两电阻串联,所以电流相同,通电时间相同,故该装置可以探究电热和电阻的关系;
(3)在甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体,且电阻丝的阻值R甲=R乙时,即相同的时间两电阻丝上产生的热量相同,故温度计a比温度计b温度升高得快,则说明甲的比热容小于乙的比热容。
考点:焦耳定律
某班同学为了“探究电流与电阻的关系”,设计了如图甲所示的实验电路。在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为10Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器和导线若干。
(1)连接电路时,应让开关处于 状态,滑动变阻器置于 端(填“A”或“B”)。滑动变阻器的作用是: 。
(2)小强连接好电路后,闭合开关,移动滑片时,电压表的示数增大,电流表的示数减小,可能出现的错误是: 。
(3)小辉同学连接好电路,通电时发现电流表有示数但很小,移动滑动变阻器滑片不能改变电流和电压,则原因是: 。
(4)排除故障后,小华先把10Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为 V,读出电流表的示数后,断开开关S,她直接拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,接下来她应向 端(填“A”或“B”)移动滑动变阻器的滑片P继续做实验。
(5)小华完成了多组实验,利用收集到的数据,作出了如图所示的电流I随电阻R变化的关系图象,分析图象得出结论: 。
(6)为了能用所选的三只定值电阻完成实验,小华所选滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω。
(1)断开 、A 、 保护电路 ;(2)电压表接到了滑动变阻器两端;(3) 滑动变阻器都接了下接线柱 ;(4)2.5 、A;(5) 当电压一定时,电流与电阻成反比;(6)5
【解析】
试题分析:(1)连接电路时,为了保护电路应让开关处于断开状态,滑动变阻器置于接入电阻最大阻值处,由图知道滑片应置于A端,滑动变阻器的作用是:保护电路;
(2)连接好电路后,闭合开关,移动滑片时,电压表的示数增大,电流表的示数减小,说明电压表接到了滑动变阻器两端;
(3)小辉同学连接好电路,通电时发现电流表有示数但很小,说明电路的总电阻很大,移动滑动变阻器滑片不能改变电流和电压,说明滑动变阻器没有起到调节电路电阻的作用,故电路的故障原因应是:滑动变阻器都接了下接线柱;
(4)由图可知,电压表所选量程为0~3V,电压示数是2.5V,拆下阻值为10Ω的电阻改换成阻值为2OΩ的电阻,闭合开关,电压表的示数会变大,应增大滑动变阻器的阻值,则应将变阻器滑片向A段移动,使电压表的示数不变为2.5V;
(5)小华完成了多组实验,利用收集到的数据,作出了如图所示的电流I随电阻R变化的关系图象,分析图象得出结论:当电压一定时,电流与电阻成反比;
(6)当电路接入25Ω的电阻时,滑动变阻器接入电路的电阻是最大,电路的电流是:I=U/R=2.5V/25Ω=0.1A,滑动变阻器的电阻是:R滑=U源-U/I=3V-2.5V/0.1A=5Ω,小华所选滑动变阻器的最大阻值应不小于5Ω。
考点:探究电流与电阻的关
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