图甲所示是某型号的浴室防雾镜,其背面粘贴有等大的电热膜,使用时镜面受热,水蒸气无法凝结其上,便于成像,该防雾镜的相关数据如表。
镜子质量 |
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额定电压 |
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额定功率 |
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(1)求防雾镜正常工作时的电流。
(2)经测试,在 环境下工作 使平面镜的平均温度升高了 ,求电热膜给平面镜的加热效率。 玻璃的比热容为
(3)如图乙所示,小明给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器 ,能使电热膜的功率在原功率的 之间变化,以满足不同季节使用的需要。请求出 的最大阻值。
在赤峰市某中小学科技小制作活动中,小华同学设计了一个简易的能调节亮度的小台灯,原理图如图所示,其中灯泡 上标有“ ”字样。当开关 接 时, 恰好正常发光;当开关 接 时, 中的电流为 . 为定值电阻,且电源电压和小灯泡 电阻保持不变。求:
(1)小灯泡 的电阻及电源电压;
(2) 的阻值;
(3)开关 接 时,小灯泡 的实际功率;
(4)开关 接 时, 时间内 上产生的热量。
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阳光动力2号
如图所示,是进行过环球飞行的全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”。它的翼展达到了 ,比一种大型波音飞机的翼展还要宽 ;机长 ,接近一个篮球场的长度。但由于它的机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料制造,因此,它的质量只有 ,与一辆中型轿车相差无几。
“阳光动力2号”上面共贴敷了17248片太阳能电池。这些电池可以产生最大 的功率,这些电力输送给四台电动机带动螺旋桨给飞机提供动力。
白天,它会爬升到 的高空以避开气流并最大化利用太阳能,而夜晚则半滑翔飞行,逐渐降低到 高度,其速度并不大,因此夜里对能源的需求也大大减少。
(1)这种“极轻的碳纤维材料”的密度约为 ,这个密度值表示的物理意义是: 。
(2)机身上的太阳能电池以最大功率工作,在 的时间内产生 的电能。
(3)“阳光动力2号”从白天航行转为夜里航行过程中,它的重力势能 (填“逐渐增大”、“不变”或“逐渐减小”)。
马剑同学利用如图甲所示电器,测定自己制作的玩具小飞机所需要的电动机工作数据,已知电源电压恒定,当滑动变阻器滑片从一端滑至另一端的过程中,两个电压表的读数与电流表的读数变化关系如图乙所示,当通过电动机的电流大于 时,电动机转子才转动。
(1)开关 闭合前,滑动变阻器滑片应滑至最 端(选填“左”或“右”);由图可知电源电压为 ,其中 (选填“ ”或“ ” 是表示 与 变化的规律;
(2)求电动机线圈的电阻和滑动变阻器的最大阻值;
(3)在这个过程中,求电动机的最大输出功率;当电动机输出功率最大时,求电动机的效率。
某生态园设计了模拟日光和自动调温系统,实现照明、保温和加热的功能,其原理如图所示,电源电压恒为 , 和 是两个电热丝(不考虑温度对电阻的影响), , 是标有“ ”的照明灯泡,白天有日光的时候,只开启该系统的保温功能并连续工作 ,此时 与 的电功率之比为 ,晚上温度较低的时候,需开启加热和照明功能。灯泡正常发光此状态下系统也需连续工作 , ,请解答下列问题:
(1)晚上工作时电路的总功率是多大?
(2)若一天中工作的 内电热丝放出的热量完全由该生态园自产的沼气提供,其热效率为 ,则每天需要完全燃烧多少 的沼气?
进入三月份以来,东营街头出现了一种共享电动汽车。下表是这种汽车的主要参数。 取
空车质量 |
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每个轮胎与地面接触面积 |
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电池容量 |
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标准承载 |
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最大续航(充满电最大行驶路程) |
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所受阻力与汽车总重的比值 |
0.09 |
(1)电动机是电动汽车的核心部分,电动机工作时能量的转化是 。电动机的工作原理是 。
(2)标准承载下,电动汽车静止时对水平地面的压强是多少?
(3)图2是电动汽车行驶在某路段的路程与时间图象,标准承载下,电动汽车以速度匀速行驶1分钟的耗电量为 ,电动机的效率是多少?
(4)若某燃油汽车百公里耗油6升,每升油5.5元,电动汽车充电每度0.8元,通过计算比较使用燃油汽车与电动汽车哪种更经济?
某品牌智能滚筒洗衣机具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度、方便安全等优点。其简化等效电路如图所示,此时处于空挡位置。闭合开关 ,旋钮绕 转动,实现挡位转换,旋至1档时 、 同时工作,洗衣机处于加热状态;旋至2档时 和电动机同时工作,洗衣机处于保温洗涤状态。 和 均为电热丝,其阻值不受温度影响, ,主要参数如下表。
牌智能滚筒洗衣机 |
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额定电压 |
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加热功率 |
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设定温度范围 |
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电动机功率 |
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防电墙电阻 |
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(1)洗衣机内注入 的水,在额定电压下连续加热1050秒,水温由 上升到 ,此过程中的加热效率是多少?
(2) 阻值是多少?
(3)洗衣机处于保温洗涤状态时,干路电流是多少?
(4)防电墙技术的应用是洗衣机未来发展的趋势。防电墙通过在洗衣机内部形成永久性电阻保证人的安全。异常漏电情况下,电流依次经防电墙和人体流入大地,若人体的最大电阻为 ,人体的安全电压不高于 ,通过计算判断防电墙技术能否保证人的安全。
如图,将标有“ ”字样的灯泡 和标有“ ”字样的灯泡 串联在电路中,使其中一个灯泡正常发光,另一个灯泡的实际功率不超过其额定功率,不考虑温度对电阻的影响。求:
(1)灯泡 正常工作时的电流;
(2)灯泡 的电阻;
(3)电源电压;
(4)此电路工作2分钟消耗的电能。
在探究“电流与电阻的关系”实验中,小硕选用如下器材:电压恒为 的电源阻值为 、 、 的定值电阻,规格为“ ”的滑动变阻器,电流表电压表,开关和若干导线
(1)如图甲所示为小硕连接的实验电路,闭合开关前发现电路中有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上画“ ”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。
(2)改正错误后,用开关试触,发现电压表指针迅速摆到表盘最右端,电流表指针几乎未动。小硕分析可能是定值电阻发生了 故障。
(3)排除故障后,调节滑动变阻器的滑片,电压表示数如图乙所示,其示数为 .断开开关,保持滑动变阻器滑片位置不动,将 电阻换成 电阻,闭合开关,应将滑片向 (填“左”或“右”)移动,使电压表示数与第一次实验示数相同此时电流表示数应为 。
(4)在探究过程中,小硕发现,为了保持定值电阻两端电压不变,只要滑动变阻器连入电路阻值与电路中定值电阻阻值之比为 即可。
(5)多次实验后,根据数据可以得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
(6)小硕利用如图丙所示电路测量额定电流为 小灯泡的额定功率,已知定值电阻 的阻值为 ,电源电压未知且大于小灯泡的额定电压。
①开关 接 , 接 ,电流表示数为 ,则电源电压为 。
②开关 接 , 接 ,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为 ,此时小灯泡正常发光。
③开关 接 , 接 ,使滑动变阻器的滑片 (填“移到上端”、“保持不动”或“移到下端”),电流表示数为 。
④小灯泡额定功率 。
小明家的台灯是通过电位器来调节亮度的。他猜想:台灯变亮时电位器消耗电能的功率会变小,为此他设计了甲所示的电路进行探究。已知电源电压为 并保持不变,电压表 个,电流表 ,滑动变阻器规格为" ",小灯泡 标有" "字样(忽略温度对灯丝电阻的影响)。
(1)电路中 是 表, 是 表,
(2)实验中,小灯泡正常发光时电流表的示数为 。
(3)根据实验数据,绘制出滑动变阻器的电功率 与小灯泡的电功率 的关系如图乙所示。由图可知:小灯泡的电功率(亮度)变大时,滑动变阻器的电功率 。
(4)假设实验所用的小灯泡能承受的最大电压可以高出其额定电压的 ,在确保电路中各元件安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,小灯泡的电功率变化范围是从 至 。
某同学猜想电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间有关,为了探究“电流通过导体产生的热量与电流是否有关”,所用的实验器材有:电压为6V的电源,电流表、滑动变阻器、停表、开关各一个;与U形相连的塑料盒一个,盒内密封着空气盒内电阻丝的阻值为10Ω;导线若干。
(1)用笔画代替导线,将图中的电路连接完整。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移动到 端。(选填“a”或“b”)
(3)该实验是通过 来反映电流通过电阻丝产生热量的多少。
(4)该同学设计实验时,将三次实验的通电时间均设定为15s,三次实验预设的电流值分别是I1、I2和I3,则该同学进行第一次实验的操作是:闭合开关, 。
小泽家有一新型的电热足浴器。其铭牌上的部分信息如下。
额定电压 |
220V |
额定功率 |
1210W |
容积 |
7L |
(1)求电热足浴器正常工作时的电阻;
(2)用这个足浴器将5kg的水从20℃加热到40℃,求水吸收的热量;
(3)若此足浴器在额定电压下使用,需500s才能将(2)问中的水从20℃加热到40℃,求这个电热足浴器的加热效率;(计算结果精确到0.1%)
(4)小泽家安装的电能表如图所示。某次小泽断开家中的其它用电器,让电热足浴器单独工作,在1min内电能表的转盘转过50r,求此时该足浴器两端的实际电压(电热足浴器阻值不随温度变化而变化)。
如图甲是文文同学家新买的一台冷暖空调扇,其内部简化电路如图乙所示,R 1、R 2均为发热电阻,R 1的阻值为110Ω,M是电动机。开关S 1闭合后,当S 2接1、2时吹冷风;当S 2接2、3时吹温风;当S 2接3、4时吹热风,此时空调扇的总功率为1100W.已知:电源电压为220V,c 冰=2.1×10 3J/(kg•℃)。求:
(1)吹冷风时,在空调扇内加入冰袋会使吹出的风温度变低,若冰袋内冰的质量为lkg,温度从﹣16℃升高到﹣6℃时,冰从周围吸收的热量是多少?
(2)吹冷风时,电动机正常工作1h消耗的电能为0.11kW•h,此时通过电动机的电流是多少?
(3)吹热风时,R 2的电阻是多少?
如图甲为家用电热饮水机,图乙为它的电路原理图,下表为它的铭牌数据。
水桶容量 |
20L |
热水箱容量 |
1L |
额定电压 |
220V |
加热功率 |
400W |
保温功率 |
44W |
(1)当S 1闭合,S 2断开时,电热饮水机处于 状态(填"加热"或"保温"),此时电路中的电流是多大?
(2)饮水机正常工作时,将热水箱中的水从20℃加热到90℃,求:水吸收的热量是多少?(水的比热容4.2×10 3J/(kg•℃))
(3)电热饮水机正常工作时加热效率为80%.求:将热水箱中的水从20℃加热到90℃的时间为多少秒?
如图所示是车载和家用两种加热模式的电热杯。它可以用车载12V电源加热,或接在家庭电路进行加热。它的主要参数如下表,在标准大气压下,用车载模式将500ml初温为20℃的水烧开需要35min。求:
车载额定电压 |
12V |
家用额定电压 |
220W |
车载额定功率 |
120W |
家用额定功率 |
220W |
自身质量 |
1.6kg |
(1)在这个过程中,所吸收的热量是多少?
(2)在这个过程中,电热杯的加热效率是多少?(结果保留1位小数)
(3)如果在家庭电路中使用,烧开这些水,需要多长时间?(不计热量损失)