如图所示电路中,电源电压保持恒定,电阻 的阻值为 ,电阻 的阻值为 ,只闭合开关 和 ,将滑动变阻器 的滑动触头从最左端移到最右端的过程中,电流表的示数为 逐渐增大到 ,求:
(1)电源的电压 ;
(2)滑动变阻器 的最大阻值;
(3)要使整个电路消耗的电功率为最大,请写出开关 、 的开闭状态和滑动变阻器滑片 的滑动触头所在位置,并计算出电功率的最大值。
如图是小贝家厨房安装的即热式电热水龙头,它的特点是即开即有热水,无需提前预热,而且可以通过调节水流大小调节水温,不需要调节加热电阻大小。其部分参数如下表所示(忽略温度对电阻的影响)。
额定电压 |
220V |
额定功率 |
2200W |
最高水温 |
50 |
交流电频率 |
50Hz |
求:(1)该水龙头正常工作时电路中的电流多大?
(2)该水龙头正常工作时的电阻多大?
(3)该产品的电气技术参数中规定:合格产品的电阻偏差应小于或等于2Ω.每一批产品在出厂前都会进行抽检,现将一个该款水龙头单独接在220V电路中,请你计算1min内消耗的电能在什么范围内,该水龙头电气部分是合格的?
如图所示,电源电压保持不变, 为定值电阻,小灯泡 上标有“ ”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器 的最大阻值为 .只闭合 ,将滑动变阻器的滑片 移动到 端时, 正常发光;闭合所有开关时整个电路 消耗的电能为 .已知电流表的量程为 ,电压表的量程为 .求:
(1)电源电压。
(2) 的阻值。
(3)在保证电路安全的前提下,只闭合 时移动滑片 使电路消耗的功率最小,若此时电路的最小功率为
;只闭合 时移动滑片 使电路消耗的功率最大,若此时电路的最大功率为 .则 和 的比是多少。
电热加湿器靠电流的热效应工作。某种家用电热加湿器相关参数、外形、电路简化图如图所示。电热器的电热丝浸没在加热仓的水中产生热量,使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出,增加环境湿度。当加热仓中的水减少到一定程度时,自动阀门智能打开,水由储水箱进入到加热仓中。
工作电压220V |
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工作频率50Hz |
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最大运行功率40W |
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储水箱容量2.4L |
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尺寸高315mm,底部直径168mm |
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满水工作时间高气雾量10h,低气雾量24h |
(1)当气雾调节器R2的滑片移到最左边时,加湿器以最大运行功率工作,求电热丝R1的电阻值。
(2)如果加热仓内冷水的温度为20℃,用最大运行功率工作,经过5min36s,水沸腾产生蒸气,求加热仓中水的体积。[c水=4.2×103J/(kg•℃)。ρ水=1×103kg/m3,电热丝R1产生的热量全部被水吸收。环境为标准大气压]。
(3)当滑片移到最右端时,气雾调节器R2的阻值为605Ω,加湿器以最低气雾量工作,求此时电热丝R1的电功率是多少瓦?24小时R1消耗多少度电?(计算结果保留一位小数)
如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡 正常发光时的电阻为 ,闭合开关 ,调节滑动变阻器的滑片 ,从最上端 滑至最下端 的过程中,电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙所示。
求:(1)小灯泡的额定功率和定值电阻 的阻值;
(2)滑动变阻器的最大阻值;
(3)电路总功率的变化范围。
有一种PTC半导体元件,发热效率很高,且具有自动保温功能,其电阻RT随温度t的变化曲线如图1所示。某新型智能电蒸锅的发热体就是采用这种材料制成的,图2是它的简化工作电路图,电源电压为220V,R0是调控电阻(阻值可调但不受温度的影响),RT是PTC电阻。则:
(1)当RT的温度从40℃升高到120℃时,RT的电阻变化是: (选填“先减小后增大”或“先增大后减小”)。
(2)当温度达到100℃时,RT的阻值是 Ω,此时电蒸锅的总功率为880W,则调控电阻R0的阻值是 Ω。
(3)当R0的阻值调节为10Ω,RT的温度达到120℃时,电蒸锅的总功率是多少?
如图所示,电源电压和灯泡电阻不变,灯 标有" "字样,定值电阻 ,滑动变阻器 标有"? "字样,电流表量程为 。当闭合开关 、 ,断开 、 ,滑动变阻器滑片 从最右端移动到某一位置时,灯泡恰好正常发光, 连入的电阻减小了 ,电压表示数变化了 。求:
(1)灯泡的电阻。
(2) 的最大阻值和电源电压。
(3)在保证电路安全的情况下,电路消耗的最大功率是多少?
如图甲所示的电路,电源电压保持不变。小灯泡 标有“ ”字样,滑动变阻器 的最大值为 ,定值电阻 ,电流表的量程为 ,电压表的量程为 .求:
(1)小灯泡的额定功率是多少?
(2)只闭合 、 和 ,将变阻器 的滑片 调到中点时,电流表示数为 ,则电源电压是多少?
(3)只闭合开关 、 ,移动变阻器的滑片 ,小灯泡 的 图像如图乙所示。在保证各元件安全的情况下,滑动变阻器 允许的取值范围是多少?
中国茶文化源远流长,如图甲是某款工夫茶保温碟。电路原理如图乙所示,电阻 为发热体,它的额定电功率为 且电阻不变。电流通过发热体加热底板使茶汤保温; 为电功率忽略不计的电源指示灯。求:
(1)发热体正常工作时的电流;
(2)当实际电压为 时,发热体工作 消耗的电能;
(3)为了适应不同品种茶汤的保温需求,小杨对电路进行重新设计(如图丙),移动滑片可以连续调节发热体的电功率,最低可调至额定功率的四分之一。若发热体产生的热量全部被茶汤吸收,该电路电能利用率的范围是多少。(电能利用率
学习了电学知识后,某科学兴趣小组开展制作"电热水壶"的项目化学习。
【项目任务】制作一款电热水壶。经过小组同学讨论后确定电热水壶的要求如下:
容积: ;
功能:①加热:②保温;
性能:能在7分钟内将 水从 加热到 (不计热量损失)。
【方案设计】为实现上述功能,同学们利用两个不同阻值的电阻 进行设计,其中方案一如图所示。利用方案一中的器材,请将方案二的电路补充完整。
【器材选择】若该壶是按照方案一设计的,根据项目任务中的性能要求,选择的加热电阻阻值最大为多少欧姆? ,
【方案反思】有同学认为电器设计还应考虑使用安全,从安全角度提出一条设计建议 。
【项目制作】
如图甲所示电路,电源电压恒定, 为定值电阻, 为滑动变阻器。闭合开关 ,滑动变阻器的滑片从最右端滑向最左端的过程中,滑动变阻器的电功率 随电流 变化关系图线如图乙所示。求:
(1)滑动变阻器接入电路电阻为零时,电路中的电流;
(2)滑动变阻器接入电路电阻最大时,滑动变阻器两端的电压;
(3)滑动变阻器的滑片从最右端滑向最左端的过程中,滑动变阻器的最大功率。
如图所示电路,电源电压 ,定值电阻 。
(1)当开关 闭合、 断开,滑动变阻器 的滑片位于 端时,电流表的示数为 。求此时定值电阻 的电功率。
(2)当开关 、 都闭合,滑动变阻器 的滑片位于中点时,电流表的示数为 。求滑动变阻器 的滑片从 端移至 端的过程中,电压表示数的变化范围。
如图甲所示的电路中,电源电压保持不变, 、 均为定值电阻, 为滑动变阻器。闭合开关 ,断开开关 ,当滑动变阻器的滑动触头在 端时,电压表 的示数为 ,电流表示数为 。将 的滑动触头从 端移动到 端的过程中,电压表 和 的示数与电流表示数的关系分别如图乙中的图线①和②所示。
(1)求 的阻值;
(2)求 的最大阻值;
(3)同时闭合 和 ,当 的阻值为何值时, 的电功率最大? 电功率的最大值是多少?
如图所示电路,电源电压 恒定不变,小灯泡上标有“ ”的字样,滑动变阻器的规格为“ ”,电流表量程“ ”,电压表量程“ ”,调节滑动变阻器滑片至某一位置时再闭合开关,小灯泡 恰好正常发光,此时电流 内对小灯泡 做功 ,不考虑温度对电阻的影响。求:
(1)小灯泡 正常发光时的电流;
(2)滑动变阻器接入电路的阻值在什么范围时才能保证电路的安全;
(3)小灯泡 两端电压为何值时,滑动变阻器消耗的功率最大,最大功率是多少?