内容正文:
第十三章 内能与热机
专题四 电学综合计算
类型一 图像型
亮亮设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路,其电路原理图如图(a)所示.其中,电源两端电压 U=4 V(恒定不变 ),电压表量程为 0~3 V,R0是定值电阻,R0=300 Ω,Rt是热敏电阻,其电阻随环境温度变化的关系如图(b)所示.闭合开关S后,求:
①当环境温度为40 ℃时,热敏电阻Rt的阻值是多少?
②当环境温度为40 ℃时,电压表的示数是多少?
③电压表两端电压不能超过其最大测量值,则此电路所
允许的最高环境温度是多少?
答案:①200 Ω ②2.4 V ③80 ℃
1.(2014绵阳)
解析:①由(b)图可知:当环境温度为t=40 ℃时,热敏电阻的阻值Rt=200 Ω;
②由图(a)知R0与Rt串联,环境温度为t=40 ℃时,电路中的电流I=
=
=0.008 A,
电压表的示数
=IR0=0.008 A×300 Ω=2.4 V;
③当电压表两端电压最大时,
=3 V,则Ut=U-
QUOTE =4 V-3 V=1 V,此时电路中的电流为
I'=
=
=0.01 A;热敏电阻此时的阻值Rt'=
=
=100 Ω ,根据图(b)知:当热
敏电阻的阻值Rt'=100 Ω时,最高环境温度为80 ℃.
第十三章 内能与热机
如图(甲)所示的电路中,电源电压为12 V,R2为100 Ω的定值电阻,压敏电阻R1的阻值随压力变化关系如图(乙)所示.开关S闭合后,解答下列问题:
(1)当压敏电阻R1受到的压力从0逐渐增大到4 N时,
请分析并判断电流表示数的变化?
(2)当电流表示数为0.32 A时,压敏电阻R1受到的压力
是多大?
(3)该电路连续工作10 min,电阻R2产生的电热是多少焦耳?
答案
2.(2014泸州)
:(1)见解析 (2)1 N (3)864 J
解析:(1)由图(甲)可知R1、R2并联,有IA=I1+I2,当压敏电阻R1受到的压力从0逐渐增大到
4 N时,由图(乙)可知R1逐渐减小,故电流表示数IA逐渐增大;(2)因为R1、R2并联,I2=
=
=
=0.12 A,此时R1中的电流I1=IA-I2=0.32 A-0.12 A=0.2A,R1=
=
=
=
60 Ω,再由图(乙)可知,此时压敏电阻R1受到的压力为1 N;(3)根据焦耳定律可知10 min内R2产生的热量Q=
R2t=(0.12 A)2×100 Ω×10×60 s=864 J.
第十三章 内能与热机
小滨对家中的豆浆机非常感兴趣,于是,他收集了如下信息:如图(甲)是豆浆机的工作原理图,其中电动机是用来带动刀头将原料进行粉碎打浆的,额定功率P1=200 W;R是加热电阻.额定功率P2=1100 W.图(乙)是此豆浆机
做一次豆浆时的工作信息,请你根据信息解答以下问题.
(1)豆浆机正常工作,打浆时的工作电流;
3.(2014滨州)
解析:(1)豆浆机正常工作,打浆时的工作电流I=
=
≈0.91 A;
答案:(1)0.91 A
第十三章 内能与热机
(2)豆浆机加热电阻的阻值;
(3)豆浆机正常工作做一次豆浆,总共消耗的电能;
(4)一次妈妈做豆浆时,小滨对豆浆机的实际加热电功率产生了怀疑,他用所学知识和妈妈进行了如下实验:关掉家里的所有用电器,只让豆浆机单独工作,豆浆机在加热过程,他观察到家中的电子式电能表“220 V,10 A(40 A),1 800 imp/
kW·h”耗电指示灯1 min闪烁了30 imp(imp表示闪烁次数).请你帮助小滨计算豆浆机的实际加热电功率,并分析产生这种情况的可能原因.
解析:(2)加热电阻的阻值R=
=
=44 Ω;(3)豆浆机正常工作做一次豆浆,总打浆的时间t1=2 min=120 s,总加热的时间t2=11 min=660 s.总共消耗的电能W总=P1t1+P2t2=
200 W×120 s+1 100 W×660 s=7.5×105 J; ;(4)豆浆机在1 min内消耗的电能W实=
kW·h=60 000 J,豆浆机的实际加热功率P实=
=
=1 000 W;实际功率小于额定功率的原因可能是:实际电压小于额定电压.
答案:(2)44 Ω (3)7.5×105 J (4)见解析
第十三章 内能与热机
类型二 用电器铭牌型
小平家的电能表月初的数字为
1 345.5 kW·h ,月末表盘如图.求:
(1)他家本月消耗的电能;
(2)若按0.5元/kW·h的标准收费,他家本月应缴纳的电费;
(3)他家接入电路中的用电器允许的最大功率.
4.(2014呼和浩特)
解析:(1)他家本月消耗的电能应当用电能