(2003?無錫)某一電飯鍋,內(nèi)部電路如圖所示.R1是加熱電阻,阻值為48.4Ω;R2是限流電阻,阻值為484Ω.煮飯時,接通電源(220V 50Hz)、閉合手動開關Sl,電飯鍋處在加熱狀態(tài).當鍋內(nèi)食物溫度達到103℃時,開關S1會自動斷開,斷開后若無外力作用則不會自動閉合.S2是一個自動溫控開關,當鍋內(nèi)食物溫度達到80℃時會自動斷開,溫度低于70℃時會自動閉合.問:
(1)若接通電源后沒有閉合開關S1,那么電飯鍋能將飯煮熟嗎?為什么?
(2)在一個標準大氣壓下若用這種電飯鍋燒水,則開關S1的自動斷電功能不起作用,這是為什么?
(3)在加熱和保溫兩種情況下,電飯鍋消耗的電功率之比是多少?
(4)電能轉化為內(nèi)能的效率為84%,那么在一個標準大氣壓下將溫度為20℃、質(zhì)量為2.5kg的水燒開,至少需要多長時間?
分析:(1)由電路的特點及S2的特點可以分析;
(2)由水的沸點可知燒水時鍋的溫度,由開關特點可判斷;
(3)電飯鍋處在加熱狀態(tài)時,電阻R1工作,當處于保溫狀態(tài)時,兩電阻串聯(lián),一起工作,根據(jù)公式P=
U2
R
可求在保溫和加熱兩種情況下,電飯鍋消耗的電功率之比.
(4)先根據(jù)Q=cm△t求出將水加熱到沸騰時水吸收的熱量,利用效率公式求出電飯鍋放出的熱量,再根據(jù)Q=W=Pt=
U2
R
t求出加熱時間.
解答:解:(1)若不閉合S1,當鍋內(nèi)溫度達到80℃時,S2自動斷開,電飯鍋進入保溫狀態(tài).
(2)在一個標準大氣壓下,水的沸點是100℃,達不到103℃,所以S1不會自動斷開.
(3)在加熱和保溫兩種情況下,電飯鍋消耗的電功率之比為:
P加熱
P保溫
=
U2
R1
U2
R1+R2
=
R1+R2
R1
=
48.4Ω+484Ω
48.4Ω
=
11
1

(4)將水加熱到沸騰時水吸收的熱量:
Q=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×2.5kg×(100℃-20℃)=8.4×105J;
電飯鍋放出的熱量:
Q=
Q
η
=
8.4×105J
84%
=1×106J;
根據(jù)Q=W=Pt=
U2
R
t得:
t=
Q
U2
R1
=
1×106J
(220V)2
48.4Ω
=1000s.
答:(1)不能,因為當鍋內(nèi)溫度達到80℃,S2自動斷開,電飯鍋進入保溫狀態(tài);
(2)在一個標準大氣壓下,水的沸點是100℃,達不到103℃,所以S1不會自動斷開;
(3)在加熱和保溫兩種情況下,電飯鍋消耗的電功率之比為11:1;
(4)在一個標準大氣壓下將溫度為20℃、質(zhì)量為2.5kg的水燒開,至少需要1000s.
點評:本題取材于我們常見的電飯鍋,考查有關電路的知識,可以激發(fā)同學們對物理的學習興趣,同時能了解更多的生活常識.
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0.3
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3
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相等
相等
(選填“相等”或“不相等”)的;
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小于
小于
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相等的
相等的
;
(2)比較表中第1、4、5次實驗數(shù)據(jù)可知:
同種液體內(nèi)部的壓強隨深度的增加而增大
同種液體內(nèi)部的壓強隨深度的增加而增大

實驗
次數(shù)
研究
對象
橡皮膜所處深度/cm 橡皮膜
朝向
壓  強  計
左管液面高度/cm 右管液面高度/cm
1 4.5 朝上 7.5 12.5
2 4.5 朝下 7.5 12.5
3 4.5 朝左 7.5 12.5
4 9 朝上 5 15
5 13.5 朝上 2.5 17.5
6 煤油 朝上 8

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