物理
为了缓解用电高峰电力紧张的矛盾,降低居民的用电费用,我市部分地区使用了分时电能表,电费价目表如下:
小明家每天要用电水壶将质量为4kg、初温为20℃的水烧开,用时14分钟,不计热量损失.(已知气压为1标准大气压,水的比热容为4.2×10
3
J/kg·℃)
(1)烧开的这些水吸收热量
1.344×10
6
J
1.344×10
6
J
,使用分时电表后,小明把烧水时间安排在低谷期,不计热量损失,仅此一项,一个月(以30天计)比原来节省
2.44
2.44
元电费.
(2)若水壶的质量为0.5kg,壶底面积为50cm
2
,它装满水时对桌面产生
8820Pa
8820Pa
压强.
(3)该电水壶的电功率至少为
1600
1600
W.
分时电表计费方法
时间范围
全天
高峰期
低谷期
8:00-21:00
21:00-次日8:00
单价(元/度)
0.52
0.55
0.30
热敏电阻是指其阻值随其温度变化而变化的电阻.有一热敏电阻,温度在0℃~20℃时,其阻值为20Ω.温度在30℃~50℃时,其阻值为30Ω.温度在51℃~81℃时阻值为140Ω,当热敏电阻与电阻R
1
和电流表串联后,接在照明电路中时,其温度为60℃.已知R
1
=80Ω.此时电路总功率为
220
220
W,电流表示数为
1
1
A.
如图所示,电源电压保持不变,K断开时,L正常发光,电路的功率为4W,K闭合时,电路的总功率为9W,此时通过R的电流为0.5A.求:
(1)灯泡的额定电压;
(2)灯泡的电阻.
如图甲所示,灯泡标有“8V”字样,当开关S接a时,移动滑动变阻器的滑片P,根据测出电流电压值,画出了定值电阻R
0
的U-I图象;当开关S接b时,同样根据测出的电流、电压值,画出了灯泡L的U-I图象,如图乙所示.灯泡的额定功率
6.4
6.4
W,定值电阻R
0
的阻值
10
10
Ω,若将R
0
与L串联后接在6V的电源两端时,电路中的电流
0.4
0.4
A,此时灯泡的功率
0.8
0.8
W.若将R
0
与L并联接入电路并调节电源电压,当R
0
消耗的电功率为4.9W时,电路中的总电流
0.7
0.7
A
李佳同学家里的电热饮水机有加热和保温两种状态,这两种状态轮流工作,完全由温控开关S
0
自动控制:当胆内水的温度被加热到90℃时,加热状态就停止而进入保温状态;当胆内水的温度降到60℃时,加热状态就启动.如图是该饮水机的电路原理图.李佳同学通过观察还发现:当胆内装有1kg水时,饮水机的加热状态每次只启动5min就停止.问:
(1)温控开关S
0
在何种状态(断开或闭合)时,饮水机处在保温状态?这时饮水机的电功率是多少?
(2)在加热状态中,饮水机把电能转化为水的内能的效率是多少?[已知水的比热容为4.2×10
3
J/(kg·℃)]
(3)饮水机在工作时,电阻丝热得把水烧开,而与其相连接的导线却几乎不热,请你运用所学的物理知识解释这个现象.
某同学为了测定甲、乙两灯的额定功率,做了如下实验,他使用的电源电压不变,选用的滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样,甲灯的额定电流为0.2安,乙灯的额定电流为0.3安.该同学首先选用甲灯进行实验并正确连接了电路,他闭合电键后,移动滑动变阻器的滑片后发现,电压表的变化范围为2伏~6伏.当甲灯正常发光时,滑动变阻器的滑片正好在中点上(即它接入电路的电阻为10欧),则甲灯的额定功率为
0.8
0.8
瓦,它所使用的电源电压为
6
6
伏.然后,该同学断开电键,在没有调节变阻器滑片的前提下换上乙灯,当它闭合电键后发现乙灯也正好正常发光,则乙灯的额定功率为
0.9
0.9
瓦.当两灯都正常发光时,甲灯发光较
暗
暗
(选填“亮”、“暗”).
运用知识解决问题:
(1)如图1是防汛报警装置,当水位上升时,浮子A会推动B一起
上升
上升
,当水位超过警戒水位时,控制电路接通,
电磁铁
电磁铁
吸引衔铁,使报警电路
闭合
闭合
,电灯发光报警.
(2)如图2,请根据电路图连接实物电路.
(3)灯泡上标有“PZ220-40”的字样,将它接到110V的电路中,实际功率为多大?
在图所示的电路中,电源电压为6V且不变.电阻R
1
的阻值为10Ω,滑动变阻器R
2
上标有“20Ω 2A”字样,闭合电键S,电流表示数为0.2A.求:
(1)电压表的示数.
(2)电阻R
2
连入电路的阻值.
(3)R
1
消耗的功率.
(4)若移动滑动变阻器滑片P到某位置时,发现电压表和电流表中有一个已达满刻度,求此时电压表和电流表的示数.
云龙同学家有台电热水壶,此壶是在热胆中储水,由电热管加热工作的.其壶内部工作电路可简化为如图所示,当壶内水烧开了时,其温控开关S自动断开,于是,电热水壶处于保温状态.已知合上开关S,电热水壶开始加热,加热功率为500W,求:
(1)电热管R
1
的电阻值多大?
(2)电热水壶加热10min产生的热量是多少J?
(3)若电热水壶保温时电路中的电流为0.1A,则电阻R
0
应多大?
如图是某同学设计的“风力测试仪”的原理图.电源电压6V,R
0
为定值保护电阻,AB为长20cm、阻值为50Ω的均匀电阻丝.OP为质量、电阻均不计的金属细杆,下端连接一个重为2N的圆球P.闭合开关S,无风时,OP下垂并与电阻丝的B端接触;有风时,圆球 P受风力作用,使金属细杆OP绕悬挂点O偏转,当偏转到电阻丝的A端时,电流表示数为0.6A.已知悬挂点O与电阻丝B端为10cm,金属细杆OP始终与电阻丝AB接触良好且无摩擦,求:
(1)无风时电流表示数;
(2) 在风力作用下,当金属细杆OP在图示位置静止时,作出F
风
的力臂;
(3) 求当金属细杆OP滑在AB中点时圆球P受风力大小为多少牛?此时电路消耗的总功率为多少?
(4)若将电流表的刻度该改为风力刻度值,请问表盘刻度均匀吗?简要说明道理;
(5)请你为该设计提出恰当的评价或两点合理化建议.
(本题解答要求:要写出依据的主要公式或变形公式,要有数据代入和运算结果)
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