内容正文:
电学学计算题
一、计算题
1.小明设计了如图甲的模拟智能测温报警电路:电源电压调为12V,报警器(电阻不计)通过的电流超过10mA时就会报警,热敏电阻RT其阻值随温度T的变化关系如图乙所示。要求:当所测温度达到或超过37.3℃时,系统报警。
(1)计算R0;
(2)38℃时电流约为多少?
(3)36℃到40℃的过程中,电路最大总功率。
2.某款电饭锅,可以由加热挡自动切换为保温挡,其内部简化电路如图所示,其中和为阻值不等且不变的发热电阻,铭牌中的部分参数如表格所示。求:
型号电饭锅
额定电源
加热挡额定功率
保温挡额定功率
(1)请分析说明:当开关、均闭合时,电热水壶处于加热挡还是保温挡;
(2)电阻和的阻值;
(3)查询资料得知,国家标准中规定电饭锅在加热状态下正常工作时,三级能效的热效率值即电热转化效率范围为。于是小明利用所学的物理知识对家里的电饭锅进行测试并记录数据:该电饭锅处于加热状态下正常工作,可将初始温度为、质量为的水恰好加热到。请你通过计算判断该电饭锅的热效率值是否达到国家规定的三级能效。
3.表是小深同学家饮水机的铭牌参数,学习电学知识后,他好奇饮水机的工作原理,请教老师后得到饮水机的电路原理图如图所示,R1和R2为发热电阻。当蓄水箱中装满水时,请你帮他解决如下问题:
额定电压
220V
额定功率
加热
500W
保温
蓄水箱的容积
1L
(1)开关S闭合,S0 (闭合/断开),饮水机处于加热功能。
(2)蓄水箱中水的质量是多少?( )()
(3)铭牌上的保温功率已模糊不清,已知,求饮水机的保温功率。( )
(4)如果饮水机把蓄水箱中的水从75℃加热到95℃用了210s,求此饮水机的加热效率。[] ( )
4.冬天很多人在办公桌上放置了电热桌垫(如图),小明同学想知道它的电热原理,查看说明书后发现:该电热桌垫由12伏电源供电,R1、R2的阻值分别为6Ω、4Ω,该桌垫可通过调温开关控制不同的电功率(不考虑温度的变化对电阻的影响)。小科认为,其内部的电路设计可以有图中的甲、乙两种连接方式。
(1)若采用图乙电路连接,电热桌垫处于高温挡时,则开关应打在 处(选填“ab”或“bc”或“cd”);
(2)若采用图甲电路连接,求电热桌垫处于低温挡时电路的总功率 ;
(3)若采用图乙电路连接,求电热桌垫处于低温挡时1分钟内电路产生的热量是多少 ;
5.如图甲是某款电热水龙头。即开即热、冷热兼用。图乙是它的原理电路图R1、R2为电热丝。通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路,从而实现冷水、温水、热水之间切换。有关参数如表。不考虑温度对电阻丝值的影响,请回答下列问题:
(1)开关与1、2接触时,水龙头放出的水是 (填(“温”、“热”)水,此时电路中的电流多大?( )
(2)R2的电阻值多大?( )
产品名称
即热式热水龙头
应用场所
厨房、卫生间
额定功率
温水(2200W)
热水(3300W)
额定电压
220V
额定频率
50Hz
防触电类型
Ⅰ类(最高等级)
6.题图甲是用某款3D打印第进行立体绘画时的场景,打印笔通电后,笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化;加热电路简化后如图所示,电源电压恒为6V,R1和R2为发热电阻丝,只闭合S1时低温挡工作,S1、S2都闭合时高温挡工作,高温挡和低温挡的功率比为4∶3,R1=4Ω,忽略电阻丝阻值随温度变化,求
(1)低温档工作时,通过R1的电流;
(2)低温挡的功率;
(3)R2的电阻值。
7.某电热取暖器的简化电路如图所示,R1、R2为发热电阻。取暖器工作时,通过开关S1和S2实现低温、高温的挡位控制。已知高温挡功率为1320W,R1=55Ω。求:
(1)取暖器工作时通过R1的电流;
(2)取暖器处于低温挡时,工作1min产生的热量;
(3)R2的阻值。
8.如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“6V 3W”的字样;滑动变阻器R1的阻值变化范围为0~24Ω;定值电阻R2的阻值为10Ω,最大允许通过的电流为1.5A;当S、S1闭合,S2断开,滑动变阻器的滑片滑到中点时,小灯泡L刚好正常发光,(不考虑温度对灯丝电阻的影响)求:
(1)小灯泡L的电阻;
(2)电源的电压;
(3)当S、S1、S2都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a端,电路1min内消耗的总电能。
9.学校物理社团想要设计出能同时测量身高和体重的电路。他们先设计甲图来实现体重的测量,已知电源电压为18V,R是压敏电阻,其阻值随压力变化情况如表所示,小明同学站上去后,电流表示数为0.9A,问: