9.如圖所示是某電熱鍋的工作電路圖,L為標(biāo)有“6V  100mA”的指示燈,R1為限流電阻,R2、R3是阻值分別為423.5Ω、60.5Ω的發(fā)熱電阻.接通電源,閉合S1、S2,電熱鍋開始加熱,當(dāng)鍋內(nèi)水溫達(dá)到100℃時(shí),S2自動斷開,S1仍閉合,維持小火燉煮.求:
(1)要使指示燈正常發(fā)光,R1的阻值是多少?
(2)小火燉煮時(shí)發(fā)熱電阻的功率是多少?
(3)在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,電熱鍋將4.5L,20℃的水燒開需要35min,則電熱鍋的效率是多少?(水的比熱容為4.2×103J/(kg•℃),密度為1.0×103kg/m3

分析 (1)由指示燈的銘牌找出燈的額定電壓與額定電流,由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出電阻R1兩端的電壓,然后由歐姆定律求出電阻的阻值;
(2)分析電路結(jié)構(gòu),明確小火燉煮時(shí)電路連接情況,由串聯(lián)電路特點(diǎn)及功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$時(shí)發(fā)熱電阻的功率;
(3)由吸熱公式Q=cm△t求出水吸收的熱量,然后由W=Pt消耗的電能,利用η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$求出效率.

解答 解:
(1)由圖可知,指示燈和限流電阻R1串聯(lián);
指示燈正常發(fā)光時(shí),指示燈所在支路的電流:I=I燈泡=100mA=0.1A,
因?yàn)榇?lián)電路的總電壓等于各分電阻兩端的電壓之和,
所以,電阻R1兩端的電壓:U1=U-U=220V-6V=214V,
由I=$\frac{U}{R}$得R1的阻值:
R1=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{214V}{0.1A}$=2140Ω;
(2)由題知,小火燉煮時(shí),S1閉合,S2斷開,由電路圖知,此時(shí)電阻R2與R3串聯(lián)接在電源上,
小火燉煮時(shí)發(fā)熱電阻的功率:
P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{總}}$=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}+{R}_{3}}$=$\frac{(220V)^{2}}{423.5Ω+60.5Ω}$=100W;
(3)由ρ=$\frac{m}{V}$可知,水的質(zhì)量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×4.5×10-3m3=4.5kg,
水燒開時(shí),水所吸收的熱量
Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×4.5kg×(100℃-20℃)=1.512×106J;
由題意和電路圖知,S1、S2都閉合時(shí),此時(shí)電阻R3接在電源上,電熱鍋處于加熱狀態(tài);
電熱鍋消耗的電能為:
W=P加熱t=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{3}}$t=$\frac{(220V)^{2}}{60.5Ω}$×35×60s=1.68×106J,
則電熱鍋的效率:
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{1.512×1{0}^{6}J}{1.68×1{0}^{6}J}$×100%=90%.
答:(1)指示燈正常發(fā)光,R1的阻值是2140Ω.
(2)小火燉煮時(shí)發(fā)熱電阻的功率是100W.
(3)電熱鍋的效率是90%.

點(diǎn)評 本題考查了保護(hù)電阻阻值、功率和效率的計(jì)算,熟練掌握串聯(lián)電路特點(diǎn)、熱量公式、功率和效率公式,即可答題;解題時(shí)注意單位換算.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來源: 題型:填空題

1.受到力的物體同時(shí)也對另一個(gè)物體施加力的作用,所以一個(gè)物體既是受力物體,又是施力物體.

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科目:初中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題

2.小明在用壓強(qiáng)計(jì)做“探究影響液體壓強(qiáng)大小的因素”實(shí)驗(yàn)
(1)圖1所示壓強(qiáng)計(jì)是通過U形管中液面的高度差來反映被測壓強(qiáng)大小的.使用前應(yīng)檢查裝置是否漏氣,方法是用手輕輕按壓幾下橡皮膜,如果U形管中的液體能靈活升降,則說明裝置不漏氣(選填“漏氣”或“不漏氣”).
實(shí)驗(yàn)
次數(shù)
深度
h/cm
橡皮膜
朝向
U型管液面
差△h/cm
13朝上2.6
26朝上5.4
39朝上8.2
49朝下8.0
59朝左8.2
69朝右8.2
(2)下表是小明同學(xué)利用圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究液體壓強(qiáng)規(guī)律時(shí)所測得的部分?jǐn)?shù)據(jù).
①比較序號1.2.3的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可得出的結(jié)論是:液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小與液體深度有關(guān);
②比較序號3、5、6的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可得出的結(jié)論是:在同一深度,液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等;實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)有一組是錯(cuò)誤的,其實(shí)驗(yàn)序號為4.
(3)完成上述實(shí)驗(yàn)后老師又要求小明同學(xué)將桌面上兩杯沒有標(biāo)簽的清水和鹽水區(qū)分開,于是小明同學(xué)將壓強(qiáng)計(jì)的金屬盒先后浸入到兩杯液體中,如圖3(a)和(b)所示.他發(fā)現(xiàn)圖(b)中U形管兩邊的液柱高度差較大,于是認(rèn)為圖(b)杯子中盛的是鹽水.①你認(rèn)為小明的結(jié)論是不可靠(填“可靠的”或“不可靠的”);②簡要說明理由:沒有控制金屬盒浸入液體的深度相同.

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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

18.如圖所示,a、b、c底部互相連通,自b注入水,當(dāng)圖中水不流動時(shí)( 。
A.a中液面最高B.b中液面最高
C.c中液面最高D.a、b、c中液面一樣高

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科目:初中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題

4.我們都做過“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn),圖示為該實(shí)驗(yàn)的裝置圖.實(shí)驗(yàn)時(shí)首先利用太陽光測出所使用的凸透鏡的焦距f.請你認(rèn)真思考以下的實(shí)驗(yàn)方法和過程,然后回答問題:

a.分別把點(diǎn)燃的蠟燭放在一倍焦距f和二倍焦距2f處,調(diào)整光屏到凸透鏡的距離,觀察并記錄在屏上能否成像以及所成像的特點(diǎn),經(jīng)過分析總結(jié)得出凸透鏡成像的規(guī)律.
b.除a中的做法外,還應(yīng)該把蠟燭放在大于2f的某一位置和大于f、小于2f的某一位置,觀察并記錄對應(yīng)的成像情況,才能總結(jié)得出凸透鏡成像的規(guī)律.
c.把點(diǎn)燃的蠟燭從距凸透鏡較遠(yuǎn)的位置逐漸移近(或從較近的位置逐漸遠(yuǎn)離),通過不斷調(diào)整光屏到凸透鏡的距離,觀察并記錄在屏上能否成像,以及所成像的特點(diǎn),包括觀察所成像隨燭焰位置變化而變化的趨勢,尤其是在f和2f處所成像的情況,從而總結(jié)得出凸透鏡成像的規(guī)律.
d.與c不同的是,將蠟燭從靠近凸透鏡的位置逐漸遠(yuǎn)離,其它做法相同.
以上探究過程與方法中,科學(xué)合理的是:c、d(填標(biāo)號).

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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

14.用牙輕輕咬住鉛筆上端,用手指輕輕敲筆下端,注意聽整個(gè)敲擊聲.然后張開嘴使牙不接觸鉛筆上端,而保持鉛筆位置不變,手指用與前一次同樣的力輕敲鉛筆下端.比較兩次聽到聲音的大小是( 。
A.第一次的大B.第二次的大C.兩次一樣大D.無法比較

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科目:初中物理 來源: 題型:解答題

1.如圖所示,杠桿甲、乙在F1、F2的作用下都處于靜止?fàn)顟B(tài).

(1)此時(shí)的杠桿乙是否處于平衡狀態(tài)?是(選填“是”或“否”),你判斷的依據(jù)是杠桿乙在F1、F2的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài);在探究杠桿平衡條件的過程中,我們把支點(diǎn)放在質(zhì)地均勻的杠桿中間,這樣做的目的是消除杠桿自重對實(shí)驗(yàn)的影響;實(shí)驗(yàn)時(shí),首先調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母,并使杠桿在水平位置平衡,這樣做的好處是便于測量力臂.
(2)杠桿甲的力臂可以直接從杠桿的刻度讀出(杠桿的刻度每格5cm):L1=20cm,阻力臂L2=10cm.
(3)在圖甲中:若F1=2N,則F2=4N;你的計(jì)算依據(jù)是F1L1=F2L2
(4)在圖乙中分別畫出動力臂L1和阻力臂L2

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科目:初中物理 來源: 題型:填空題

18.一只電壓表有0~3?V和0~15?V兩個(gè)量程,小明在某次實(shí)驗(yàn)中使用的是0~3?V量程,但他錯(cuò)從0~15?V量程的刻度盤上讀出電壓值為6.5?V,則實(shí)際測得的電壓應(yīng)是1.3V.

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科目:初中物理 來源: 題型:填空題

19.噪聲的控制:控制噪聲從聲音的產(chǎn)生處,聲音的傳播過程中,接收聲音的人耳處三方面著手,即主要就在聲源處、傳播過程中和人耳處三個(gè)方面采取措施.

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同步練習(xí)冊答案