图甲是一款紫砂电饭锅,其简化电路如图乙所示,R1、R2是电热丝,R1的阻值为110Ω,通过单独或同时闭合S1、S2实现低温、中温、高温三个挡位间的切换,其铭牌如图丙所示,求:
(1)低温挡加热时电流的大小;
(2)电热丝R2的阻值;
(3)已知粥的比热容c粥=4.0×103J/(kg·℃),将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃需要的时间。
(1)2A; (2) 55Ω;(3)360s
【解析】(1)电热丝R1的电功率为
根据表格数据可知道,只闭合S1时,电路为R1的简单电路,电饭锅处于低温档,则低温挡加热时电流的大小为
(2)根据可知,只闭合S2时,电路为R2的简单电路,电饭锅处于中温档,P2=880W,电热丝R2的阻值为
(3)当S1、S2都闭合时,电热丝R1、R2并联,电路总电阻最小,由可知,电饭锅处于高温档,则高温档的功率为
2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃吸收的热量为
不计热量损失,需要消耗的电能为
由可得,将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃需要的时间为
答:(1)低温挡加热时电流的大小为2A;
(2)电热丝R2的阻值为55Ω
(3)将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃需要的时间为360s。
如图所示,小汽车通过滑轮组从竖直矿井中提升矿石,矿石以lm/s的速度匀速上升8m,已知矿石重2700N,动滑轮重300N,不计绳的重力及滑轮摩擦,求该过程中:
(1)汽车拉力的大小;
(2)汽车拉力的功率;
(3)滑轮组的机械效率。
(1) 1000N;(2) 3000W;(3)90%
【解析】(1)由图可知,n=3,则汽车拉力的大小为
(2)汽车运动的速度为
汽车拉力的功率为
(3)滑轮组的机械效率为
答:(1)汽车拉力的大小为1000N;
(2)汽车拉力的功率为3000W;
(3)滑轮组的机械效率为90%。
某型号汽车的油量显示电路如图甲所示,其中定值电阻R0=10Ω,R为压敏电阻(厚度不计),位于油箱底部,A表是一量程为0~0.6A的电流表,作为油量指示表。压敏电阻的电阻值随汽油产生的压强的变化而变化,其对应关系如图乙所示。已知加满汽油时油的深度为0.4m,A表示数为0.6A,汽油密度ρ油=0.7×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)加满汽油时汽油在油箱底部产生的压强;
(2)电源的电压;
(3)汽油耗尽时电流表的示数。
(1);(2)12V; (3)0.1A
【解析】(1)加满汽油时油的深度为0.4m,所以加满汽油时汽油在油箱底部产生的压强为
(2)加满汽油时油的深度为0.4m,A表示数为0.6A,汽油产生的压强为,由乙图可知,此时压敏电阻的电阻值,R0=10Ω,根据串联电路的特点和可得,电源电压为
(3)汽油耗尽时,压敏电阻受压强为0,由图象知此时压敏电阻连入电路的阻值,由串联电路特点和欧姆定律可得此时电路中电流为
答:(1)加满汽油时汽油在油箱底部产生的压强为;
(2)电源的电压为12V;
(3)汽油耗尽时电流表的示数为0.1A。
疫情期间,大壮同学自制了如图所示的健身器材,坚持锻炼身体。用细绳系在轻杆的O点将轻杆悬挂起来,在杆的A端悬挂质量m1=10kg的重物,在B端竖直向下缓慢拉动轻杆至水平位置。已知AO长1.5m,OB长0.5m,大壮质量m2=56kg,g取10N/kg,求此时:
(1)大壮对杆的拉力大小;
(2)地面对大壮的支持力大小。
(1) 300N;(2) 260N
【解析】(1) 缓慢拉动轻杆至水平位置,根据杠杆平衡条件可得:FA×OA=FB×OB,FA的大小等于GA,即
FA=GA= m1g=10kg10N/kg=100N
则
即大壮对杆的拉力为300N。
(2) 大壮受三个力,重力G、杆对大壮的拉力F、地面对大壮的支持力F支,三个力平衡,杆对大壮的拉力与大壮对杆的拉力为相互作用力,大小相等,则地面对大壮的支持力
F支=G-F=m2g-F=56kg10N/kg-300N=260N
地面对大壮的支持力为260N。
答:(1)大壮对杆的拉力大小为300N;
(2)地面对大壮的支持力大小为260N。
某实验小组用如图甲所示的器材,测量标有“3.8V”字样小灯泡的额定功率,电源电压不变。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整( )(要求滑动变阻器滑片向B端滑动时接入电路的阻值变大);
(2)图甲电路连接完成后,经检查无误,闭合开关,发现电流表有示数,但小灯泡不亮。为完成实验,必要的操作是______;
A.更换小灯泡
B.移动滑动变阻器滑片,减小滑动变阻器连入的阻值
(3)调节滑动变阻器过程中,观察______表的示数,确定小灯泡是否达到了额定功率;
(4)实验过程中,某时刻电流表和电压表示数分别如图乙所示,此时小灯泡的实际功率为______W。
(1). (2). B (3). 电压 (4). 1.26
【解析】(1)灯泡额定电压是3.8V,电压表选0~15V量程,电压表并联在灯泡两端,滑动变阻器滑片向B端滑动时接入电路的阻值变大,因此滑动变阻器左下方接线柱与电源负极相连接,电路图如下所示
(2)闭合开关,发现电流表有示数,但小灯泡不亮。原因可能是滑动变阻器接入电路的阻值过大,导致电路中的电流过小,这时应该移动滑片,减小滑动变阻器的阻值,观察灯泡是否发光,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)灯泡在额定电压下的功率是额定功率,因此在测量小灯泡是否达到了额定功率时,电压要达到额定电压,故眼睛要观察电压表的示数。
(4)电流表使用的是0~0.6A的量程,如图乙可知,电流表的示数为0.36A;电压表使用的是0~15V的量程,乙图中电压表的示数为3.5V,则此时小灯泡的实际功率为
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