内容正文:
期中冲刺(综合题30道)
1.新能源电动汽车具有节能、环保的特点。如图所示,一辆电动汽车在停车场的集中充电桩处充电,满载时整车质量为1.5t,轮胎与地面的总接触面积为600cm2。在某段平直路面上,该车满载时90s内匀速行驶了1.8km,电动汽车受到的阻力为2500N。求:(g取10N/ kg)
(1)电动汽车充电时,电能转化为 (填“机械”或“化学”)能;
(2)电动汽车90s内匀速行驶时的速度;
(3)满载的电动汽车静止时对水平地面的压强;
(4)求电动汽车电动机的功率。
2.如图甲是小华设计的一款“智能保温杯”的自动控温工作原理图。在控制电路中,,电磁铁线圈电阻不计,保护电阻,为热敏电阻,阻值随温度变化关系如图乙,工作电路中,,、为加热电阻。加热功率为400W,保温功率为100W。当电磁铁中的电流,衔铁与触点a接触,进入保温模式。当电磁铁中的电流时,衔铁被吸下与触点b接触,进入加热模式。已知。求:
(1)若杯内装0.3kg、的水,加热至,水吸收的热量;
(2)加热电阻的阻值;
(3)刚开始保温时,保温杯内水的温度;
(4)若要使保温杯刚开始保温时的温度升高一些,请写出一条措施,并列出关系式进行说明。
3.使用太阳能可以节能减排,减少雾霾天气。小明在项目化学习中,对学校的太阳能热水器(如图)展开了研究。
(1)太阳能热水器使用过程中 的方式增加水的内能;
(2)雾与霾的形成原理不同。雾是水蒸气遇冷 (填物态变化)形成的漂浮在空中的微小水滴.形成过程中要 (选填“吸热”或“放热”);
(3)雾霾天气的罪魁祸首是可吸入颗粒物。如PM2.5,它是指直径不大于2.5 (选填“微米”或“纳米”)的颗粒物;大气中PM2.5的运动属于 (选填“机械运动”或“分子热活动”);
(4)如图中太阳能热水器接收阳光垂直照射的面积是。每平方米每秒接收到的太阳能为1000J。热水器中装有100L水。垂直照射7min,水温可以升高 ℃。[不计一切热量损失。水的比热容为]。
4.根据热敏电阻的阻值随温度的升高而减小这一特性,小梅自制一电子温度计,其原理图如图甲。已知电源电压恒为6V,R0为定值电阻,R1为热敏电阻,其阻值R1随温度t变化的规律如图乙。
(1)当环境温度是40℃时,电流表示数为0.2A,求此时R1消耗的电功率 ;
(2)若电流表量程为0~0.3A,该温度计能测量的最高温度是 ℃。
5.阅读短文,回答问题。
热岛效应,指由于人为原因,改变了城市地表的局部温度、湿度、空气对流等因素,进而引起的城市小气候变化现象。该现象属于城市气候最明显的特征之一。由于城市化的速度加快,城市建筑群密集,柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的吸热率和更小的比热容,使得相同的日照情况下,城市地区升温较快,并向四周和大气中大量辐射,造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温,高温的城区处于低温的郊区包围之中,如同汪洋大海中的岛屿,人们把这种现象称之为城市热岛效应。在热岛效应的作用下,城市中每个地方的温度并不一样,而是呈现出一个个闭合的高温中心。在这些高温区内,空气密度小,气压低,容易产生气旋式上升气流,使得周围各种废气和有害气体不断对高温区进行补充。在这些有害气体作用下,高温区的居民极易患上呼吸系统或神经系统疾病。
(1)减弱热岛效应的措施之一:增大城区的绿地、水体面积,多植树。城区的水体、绿地对减弱夏季城市热岛效应起着十分可观的作用,这主要是利用了水的 的特性。
(2)减弱热岛效应的措施之二:人工蒸发补偿。解决城市大气热污染的首要办法是增大蒸发量,受城市安装条件的限制,采用喷雾系统是一种高效且经济的办法,这是利用了水 (填物态变化名称)有 (选填“吸热”或“放热”)的作用。
(3)研究表明,现在城市机动车保有量越来越大,机动车也是造成热岛效应的因素之一。以四冲程发动机小车为例,回答下列问题:
实现机械能转化为内能的是 冲程;实现内能转化为机械能的是 冲程。
在紧急刹车时,刹车片会发烫,这是通过 的方式增加物体的内能。
6.(1)如图1所示,温度计的读数是 ,物体的长度是 cm,秒表的读数是 s。
(2)小华和小国两位同学利用如图甲所示装置对试管里的20g冰进行加热,并且每隔相同的时间记录一次温度计的示数,同时观察物质的状态。图乙和图丙是他们根据记录的实验数据分别绘制的温度-时间的关系图像,根据图像可知:
①若不计热量损失,则在图乙中CD阶段物体吸收的热量为 J[c水=4.2×103 J/(kg⋅℃)];
②通过观察两位同学绘制的温度-时间的关系图像,你认为图 (选填“乙”或“丙”)的CD段数据有问题;
③冰全部熔化后,继续加热使烧杯中的水沸腾并持续一段时间,发现试管中的水始终不会沸腾,其原因可能是 。
7.阅读短文,回答文后问题。
载人飞艇
2024年,我国自主研制的“祥云”AS700载人飞艇成功首飞。某飞艇如图甲所示,其气囊体积巨大,采用轻质材料制作,飞艇采用氦气作为浮升气体,因其化学性质稳定且密度(0.18kg/m³)远小于空气(1.29kg/m³)。飞艇升空靠浮力来实现,水平飞行靠发动机提供动力。发动机输出的能量用于做推动功和辅助功∶推动功指推力推动飞艇水平飞行做的功;辅助功指发动机驱动飞艇上发电机工作所做的功,辅助功的功率恒定。
当飞艇低速(v≤12m/s)水平直线飞行时,其受到的空气阻力F阻与速度v的关系如图乙所示,飞艇部分参数如下表所示。忽略气囊厚度及气囊外其他部分受到的浮力。
空载质量(不含氦气)
3500kg
气囊总容积
4000m3
发动机额定输出功率
3×105W
辅助功的功率
5×104W
发动机效率
36%
最大速度
72km/h
(1)气囊采用轻质材料制作是为了减小 ;
(2)气囊内装满氦气的质量为 kg;
(3)飞艇先后以2m/s和6m/s的速度水平匀速直线飞行相同的时间,推动功分别为W1和W2,则W1∶W2= ;
(4)经过测试发现:当消耗20kg燃油时,飞艇以10m/s的速度水平匀速直线飞行,可运动的最远。则飞行的最大距离为 km。(燃油热值)
8.不同形式的能量可以在一定条件下相互转化,如图所示。请你判断以下事例中发生的能量转化(只需考虑最主要的能量转化),并将图中能量转化对应的字母序号填写在相应的横线上。
(1)电热水器工作时: 。
(2)钻木取火: 。
(3)给手机充电时: 。
(4)植物吸收太阳光进行光合作用: 。
(5)烧水时水蒸气顶起壶盖: 。
9.如图所示电路,电源两端电压恒为3V,定值电阻R1阻值为10Ω。闭合开关S,电流表示数为0.2A。
(1)通过电阻R1的电流为 A;
(2)求R1两端电压U1;
(3)求电路消耗的总功率P。
10.小明给奶奶买了一款有“高温”和“低温”两挡的电热毯,内部电路简化如图所示。电源两端电压为12V,电热丝R1、R2的阻值恒定,其中R1=12Ω。
(1)只闭合开关S1时,为 挡,此时通过R1的电流是 A;
(2)只闭合开关S1时, R1的电功率是多少?
(3)电源两端电压为12V时,“高温”挡的电功率为36 W。若更换成电压为6V 的电源,则使用“高温”挡通电1 min产生的热量是多少?
11.蓄冷剂是食品运输和保险过程中的重要降温试剂。现有A、B两种蓄冷剂,思考乐财财同学和明海同学为了探究其蓄冷效果,进行了如下的实验探究:财财首先将质量均为100g的两种蓄冷剂分别装入完全相同的冰袋中,标明A、B,放入冰箱中冷冻为温度相同的固体。在容器1、2中分别加入质量为500g且温度相同的水,将冰袋从冰箱中拿出放入水中,并用隔热材料密封。明海同学通过温度传感器每隔一定时间测量蓄冷剂及水的温度,如图是明海记录的A、B两蓄冷剂及容器1、2中水的温度随时间的变化曲线;
(1)思考乐露露同学发现:蓄冷剂熔化前温度在升高,其分子热运动速度变 ;
(2),水和蓄冷剂之间发生热传递,思考乐宇婷同学说其热传递方向为 ;
(3),蓄冷剂 吸热更快;
(4),容器1中水的温度降低,若热量全部被冰袋吸收,经过计算,思考乐汉欢同学发现每克蓄冷剂A吸收的热量为 ;
(5)思考乐汉欢同学在深圳市内配送蛋糕时,选择蓄冷剂 更好,理由是
12.图甲是小明家的供电箱,箱内装有各个房间的空气开关,其中厨房空气开关的额定电流是15A,厨房中已有电饭锅(额定功率为850W)、电水壶(额定功率为1200W)、照明灯(额定功率为40W)各一个且同时在正常工作。图乙是小明家空气炸锅的简化电路原理图,它有两个加热挡,其部分技术参数如表所示。
额定电压
220V
电动机功率
10W
加热功率
低温挡
550W
高温挡
1210W
(1)该空气炸锅正常工作时,通过电动机的电流是多少?
(2)低温挡时,电阻R1的电功率是多大?
(3)通过计算说明能否再使用该空气炸锅的高温挡在厨房进行烹饪。
13.飞机最大起飞质量为,最大飞行高度达,最大航行速度达2.5倍声速(合),最大载油量为,该飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系如下表所示。
速度
100
200
300
400
500
阻力f/N
(1)根据表格提供的信息分析,该飞机航行时所受的阻力f与其速度v的关系式为 。(不用写出单位)
(2)已知该飞机发动机中燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是,燃油的热值为。在飞机油箱中加满燃油后,该飞机以的速度巡航,则其最大航程约是 。
14.如图甲是某品牌的超声波加湿器,其内部湿度监测装置的简化电路图如图乙所示,根据电压表的示数可以判断湿度的高低.已知电源电压为,定值电阻的阻值为,湿敏电阻R的阻值随湿度变化的关系图像如图丙所示,其阻值最大为。求:
(1)由图丙可知,当加湿器内部湿度增大时,湿敏电阻R的阻值 ,电压表示数 (以上均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)当湿度为30%时,通过的电流。
(3)若电压表的量程为,装置能监测湿度的最大值。
15.小明和小华做“测定小灯泡的电功率”实验,现有相同的电源(电压为2伏的整数倍且不变)、相同规格的待测小灯(标有“0.3A”字样)、两个滑动变阻器(分别标有“10Ω 2A”、“20Ω 2A”字样),其他器材齐全且完好。他们各选取一个滑动变阻器,连接电路进行实验小明正确连接电路且实验步骤正确,闭合开关后,观察到电压表的示数如图所示。小华连好电路后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片进行实验,实验数据如下表所示。
实验序号
电压U(伏)
电流I(安)
1
2.8
0.24
2
1.5
0.30
(1)“测定小灯泡电功率”的实验原理是 。
(2)根据表中实验数据可知,小华将电压表并联在 (选填“待测小灯”、“滑动变阻器”或“电源”)两端。
(3)求小灯泡的额定功率 。(请写出计算和推理过程)
16.为了响应国家“低碳环保”的号召,小明家购买了一辆混合动力汽车,如图甲所示。混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成,这台电机既可以充当电动机驱动汽车,又可以充当发电机给蓄电池充电。汽车启动时,内燃机不工作,蓄电池通过电机向车轮输送动力,使汽车行驶,当需要高速行驶;蓄电池储存电能过低时,改由内燃机工作,一方面向车轮输送动力,另外通过电机给蓄电池充。
(1)经过加油站时,小明闻到汽油味,属于 现象。加油站规定工作人员在上班时间不能穿化纤布料做的衣服,这是因为化纤布料容易发生摩擦 ,存在火灾隐患。
(2)当发电机给蓄电池充电时,发电机相当于 (选填“用电器”或“电源”),蓄电池的化学能 。
(3)如图乙所示,汽车在转向前,司机会拨动转向横杆,汽车同侧的前后两个转向灯就会同时闪亮、同时熄灭,如果其中一个损坏时,另一个仍能正常工作。这两个转向灯在电路中的连接方式为 转向横杆相当于电路中的 。
(4)在该混合动力汽车上装有一种定时音乐播放器,其原理如图丙所示。当闭合开关S,“定时开关”处于闭合状态时,播放器 (选填“会”或“不会”)播放音乐。
(5)图丁所示是四冲程汽油机的 冲程。汽车行驶过程中,闻到尾气有汽油味,则汽油的热值 ,若该汽油机使用热值更高的燃料,则汽油机的效率 。
(6)汽油工作时把燃料的化学能转化为 能,再转化为汽车的机械能能。
(7)汽油机的防冻冷却液是由水和某种防冻剂混合而成的。这是利用了水的 大的特点。
(8)某单缸四冲程汽油机飞轮转速为3000r/min,则每秒对外做功 次。若每次对外做功115J,该汽油机的效率为25%,连续工作1 小时需消耗汽油 kg。(汽油热值 q=4.6×107J/ kg)
17.我国自主研制的“祥云”AS700载人飞艇如图甲所示,于2024年3月30日成功完成首飞。飞艇靠艇体内部充满的浮力气体(如氢气或氦气)所产生的浮力来实现升空,吊舱位于艇体下方,用来供人员乘坐或者装载货物。发动机作为推进装置,输出的能量主要用于克服空气阻力推动飞艇水平飞行做功,以及为艇载设备供电,其中用来供电的输出功率恒定。飞艇部分参数见如表,忽略气囊厚度及气囊外其他部分受到的浮力。问:
空载质量(不含氦气)
3700kg
气囊总容积
发动机额定输出功率
供电功率
发动机效率
最大速度
(1)飞艇水平飞行时,需要发动机提供动力,四冲程内燃机的 冲程可以给飞艇提供动力。
(2)某次飞行全程共消耗10kg燃油,则发动机输出的能量是多少?(燃油热值q油=4.5×107 J/kg)
(3)当飞艇低速(v≤12m/s)水平直线飞行时,其受到的空气阻力F阻与速度的关系如图乙所示。则当飞艇以10m/s的速度匀速直线飞行时,消耗10kg燃油可飞行的最大距离为多少km?
18.科技创新小组购买了电压恒为6V的电源、阻值为5Ω的定值电阻R0、压敏电阻R、开关和量程为0~0.6A的电流表,将电流表改装成一台体重计,其简化电路如图甲所示。压敏电阻的阻值与所受到的压力关系如图乙所示,踏板重力不计,闭合开关后:
(1)当体重计空载时,求电路中的电流,将此处标记为0kg;
(2)当电流表示数为0.3A时,求此处应标记的体重(提示:体重指质量);
(3)小组同学想将电流表替换成电压表重新设计一台体重计,要求:体重越大,电压表示数越大。请你帮他们设计一个电路,画出电路图。
19.超载存在安全隐患,交通部门常用“地磅”检测货车是否超载。图甲是小枫设计的模拟地磅原理的简化电路图,电源电压恒为3V,定值电阻R0规格可选,电压表(选0~3V量程),力敏电阻R的阻值随所受压力F变化关系如图乙所示。力敏电阻R上方紧密连接一轻质绝缘平板,检测时将货车模型静置于其上。(g取10N/kg)
(1)如果用图甲所示电路检测,当定值电阻R0一定时,静置在绝缘平板上的货车模型总质量越大,电压表示数越 ;
(2)用图甲所示电路检测,若R0选择阻值为1000Ω的定值电阻,当放上的货车模型重为10N时,电压表的示数为 V;
(3)小枫更换电阻R0的阻值,将电压表改换到R0两端后,如图丙所示,且将电压表2V刻度线处设置为货车模型总质量最大值,超过此刻度线代表超载。如果设定检测的货车模型总质量不超过2kg,则R0的最大功率为 W。
20.如图是电吹风简化电路图,旋转扇形开关S,实现冷风热风的转换,主要技术参数如图所示。扇形开关接在图示位置时,电吹风处于“停”的状态。
额定电压
220V
频率
50Hz
吹热风时功率
880W
吹冷风时功率
80W
(1)当扇形开关接 接线柱时(选填“2、3”或“3、4”),电吹风是热风挡工作状态。
(2)电热丝R的阻值是多少?
(3)当电吹风正常工作并且吹热风时,1min内电流通过电热丝R产生的热量是多少?
(4)若家中只有电吹风工作,用冷风、热风挡交替使用了共5min,标有1200imp/kW·h的电能表指示灯闪烁60次,则电吹风消耗多少J的电能?
(5)第四问中使用热风挡的时间为多少?
21.汽车是我们熟悉的交通工具,它给我们的生活提供便利,促进了社会经济的发展.汽车应用了许多物理知识,请你运用所学的物理知识回答以下问题:
(1)汽油机在吸气冲程中,从进气门“吸入”汽缸的是( )(填选项)
A.空气 B.空气和汽油
C.汽油 D.柴油
(2)下表是我国某品牌轿车的一次测试报告。
车型
某品牌轿车
测试道路
标准水平国道
测试距离
100km
测试速度
80km/h
匀速行驶
消耗汽油
10kg
汽油燃烧实际放热
受到阻力
900N
①请计算该品牌轿车在测试过程中,汽油完全燃烧放出的热量是多少 ?(若汽油的热值q=4×107J/kg)
②该品牌轿车在测试过程中,汽车牵引力对汽车做的有用功是多少 ?
③该汽车的效率约是多少 ?
22.我国“华为”公司是当今世界通讯领域的龙头企业,以手机为例,华为“Mate70pro”不仅采用5500mAh超大容量电池,并且采用“超级快充”技术,不到半小时可把电池充满,极大方便了人们的使用。已知该电池的部分参数如下表所示:
电池名称
锂离子电池
电压
3.7V
容量
5500mAh
(1)表格中的电池“容量”是 与通电时间的乘积的结果;
(2)电池充满电储存的电能是 J;
(3)两个充电器一个标注“输出5V 600mA”,另一个标注“输出5V 20A”,其中一个是快速充电器。假设充电效率为90%,选用快速充电器将电池从零充满需要的时间为 s。
23.充电桩的普及为新能源汽车补给能量提供了便利。如图甲是某品牌电动汽车的快速充电桩,在某次性能测试过程中,将容量为75kw·h的汽车电池从3%的电量开始充电,直至90%为止,充电桩给电池的最大充电功率为120kW,环境温度为20℃,开始充电后,每隔5%电量记录对应的充电时间,得到如乙图数据:
(1)为了确保充电桩的安全可靠,使用的是专属轻质液冷充电线,与普通充电线相比,该充电线散热更快。液冷充电线在工作过程中,能快速地把热量转移到环境中。这种改变物体内能的方式是 。该充电桩输出电流不得超过250A,那么此充电桩输出电压的最大值至少为 V;
(2)电池容量为5~55%之间时,充电桩以最大输出功率稳定输出,则这段时间内汽车的充电效率为多少?
(3)在充电过程中,考虑到电流的热效应会使整个充电系统内部发热。汽车采用风冷式动力冷却系统,即散热风扇将外部的空气吸入电池箱内,吸热后从排气管排出,以防止电池温度持续升高。该过程中,设吸入空气为密度均匀的柱形空气柱。将电池从3%的电量充至90%的过程中,电池产生热量为,冷却系统中散热风扇的口径为,为了保证电池充电过程中温度恒定为40℃,则该汽车散热风扇进风速度至少为多少米每秒?(不考虑风扇工作过程中自身发热和消耗电能。空气密度为,该状态下空气的比热容为
24.2025年5月15日,全国最大光伏能源双燃料汽车运输船,在广州南沙正式命名为“远海口”轮,并交付首航,如图所示。该船采用先进(液化天然气)双燃料主机,日常运行时,使用天然气,燃油作为应急补充。该船还配备峰值输出功率302.8千瓦的分布式太阳能光伏并网系统,为目前同类船舶装载的最大光伏发电系统。
(1)太阳能光伏并网系统利用太阳能的方式是将太阳能转化为 能。
(2)阳光每天中午平均照射3h,该船上的太阳能光伏并网系统以峰值功率能发电多少度?太阳能电池板的光电转换效率约为20%,一块太阳能电池板的面积为2.5,中午时太阳能电池板接收到的太阳辐射的功率为1200,船上至少铺设了多少块太阳能电池板?
(3)若运输量相同的传统燃油汽车运输船某次航行需要消耗1000t燃油,“远海口”号双燃料汽车运输船航行相同的航线,燃料全部用天然气,需要消耗液化天然气的质量为620t。已知宣传“远海口”号主机可节省不少于20%的能耗(能耗指的是燃料完全燃烧时放出的总热量),请你通过计算判断对该主机的宣传是否真实?(燃油的热值为,液化天然气的热值为)
25.小嘉做“测定小灯泡的电功率”实验,现有滑动变阻器两个(分别标有“10Ω 2A”“20Ω 1A”字样),其他器材齐全且完好。小嘉选取其中一个变阻器与电源(电压为1.5伏的整数倍)、待测小灯(额定电压为“2.5V”或“4.5V”)、电流表、开关串联,将电压表并联在电路中,滑片移至变阻器一端。闭合开关,观察到电压表的示数如图(a)所示,小灯泡发光较亮,移动滑片,电压表示数变大,发现无法完成实验。他思考后做出调整,重新连接电路,并使变阻器接入电路中的电阻最大。闭合开关,观察到电流表示数如图(b)所示,移动滑片,小灯泡正常发光时,电流表的指针恰好指在表盘正中央。
(1)调整前,电压表并联在 两端。
(2)小嘉做出的调整为 。
(3)分析计算电源电压及小灯泡的额定功率。
26.如图所示的是某折叠卡式炉,采用丁烷气体作为燃料,携带十分方便,是露营时首选的加热装置。在水壶中装入2L初温为25℃的水,用卡式炉加热至100℃。[水的密度为,水的比热容为,丁烷的热值为]
(1)使用折叠卡式炉烧水的过程中,是通过 的方式改变了壶中水的内能。
(2)此过程中,水吸收的热量是多少?
(3)若此过程卡式炉的加热效率为52.5%,则消耗丁烷气体的质量是多少?
27.如图甲所示为多挡位电火锅,如图乙所示为其简化电路原理图,已知R1=440Ω,R2=44Ω。
(1)根据简化电路图分析,可知该电火锅有 个挡位。
(2)开关 ,电火锅处于最低挡,计算此时电火锅的功率。
(3)求电火锅处于最高挡时,工作10min消耗的电能。
28.为实现碳达峰、碳中和的目标,作为零排放、无污染的载运工具,氢燃料电池汽车是未来新能源清洁动力汽车的主要发展方向之一。
(1)氢燃料电池将化学能直接转化为 能。
(2)储氢瓶内气体压强很高,可达 3.5×107 Pa,此时瓶内壁 1cm2的面积上受到的压力是多大?
(3)我国某汽车公司研制的一款氢燃料电池卡车,自重15 t,载重高达15 t,储氢罐可容30 kg,氢燃料电池额定功率达200 kW,续航里程高达500 km。某次运行时,在水平路面上卡车以额定功率匀速行驶72 km,用时1 h,卡车的行驶速度为多大?运行过程中所受阻力是多少?
29.某学校餐厅使用了一款可以自动识别餐盘中食品质量和种类的智慧餐盘,其工作原理如图甲所示,电源电压恒为27V、电压表的量程为0~15V、电流表的量程为0~0.6A、为定值电阻、滑动变阻器R最大阻值为50Ω。当餐盘不放物体时,滑片P恰好位于滑动变阻器的a端。闭合开关S,滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端的过程中,电压表的示数由0逐渐增大到15V,此过程中的最大称量质量为2kg。求:
(1)定值电阻的阻值;
(2)为了保证电路安全,滑动变阻器允许连入电路的阻值变化范围是多大?
(3)当滑动变阻器的阻值为20Ω时,整个电路所消耗的电功率是多少?实践小组在对电压表表盘进行质量标注的过程中发现,表盘上原刻度的每一小格对应的质量值是不同的,即质量刻度不均匀,如图乙所示。请设计一个可以实现质量刻度均匀的电路,在图丙虚线框内补充完整符合要求的电路图。
30.如图所示,是家用保温式电饭锅的电路图,S是手动、温控一体开关——必须用外力按下开关才能使开关闭合,但当锅底温度达到大约103℃时,开关会自动断开。已知电饭锅煮饭状态时额定功率为880W,R2=495Ω。
(1)如果不按下开关S,电饭锅是处于煮饭状态还是保温状态,请简要说明理由。
(2)当电饭锅处于煮饭状态时,电路中的电流是多大?
(3)当电饭锅处于保温状态时,保温功率是多大?
学科网(北京)股份有限公司
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期中冲刺(综合题30道)
1.新能源电动汽车具有节能、环保的特点。如图所示,一辆电动汽车在停车场的集中充电桩处充电,满载时整车质量为1.5t,轮胎与地面的总接触面积为600cm2。在某段平直路面上,该车满载时90s内匀速行驶了1.8km,电动汽车受到的阻力为2500N。求:(g取10N/ kg)
(1)电动汽车充电时,电能转化为 (填“机械”或“化学”)能;
(2)电动汽车90s内匀速行驶时的速度;
(3)满载的电动汽车静止时对水平地面的压强;
(4)求电动汽车电动机的功率。
【答案】(1)化学
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)电动汽车充电过程中,电池内部发生化学反应,将电能储存为化学能,属于能量的转化过程。
(2)根据速度公式,由已知条件可得电动汽车内匀速行驶时的速度
(3)满载时整车的重力
汽车静止时对水平地面的压力
根据压强公式可得,汽车静止时对水平地面的压强
(4)汽车匀速行驶时,汽车的牵引力与受到的阻力是一对平衡力,根据二力平衡条件可知汽车的牵引力,根据功率可得,电动汽车电动机的功率
2.如图甲是小华设计的一款“智能保温杯”的自动控温工作原理图。在控制电路中,,电磁铁线圈电阻不计,保护电阻,为热敏电阻,阻值随温度变化关系如图乙,工作电路中,,、为加热电阻。加热功率为400W,保温功率为100W。当电磁铁中的电流,衔铁与触点a接触,进入保温模式。当电磁铁中的电流时,衔铁被吸下与触点b接触,进入加热模式。已知。求:
(1)若杯内装0.3kg、的水,加热至,水吸收的热量;
(2)加热电阻的阻值;
(3)刚开始保温时,保温杯内水的温度;
(4)若要使保温杯刚开始保温时的温度升高一些,请写出一条措施,并列出关系式进行说明。
【答案】(1)5.04×10⁴J
(2)121Ω
(3)65℃
(4)见解析
【详解】(1)水吸收的热量为
(2)衔铁被吸下与触点b接触时,进入加热模式,此时工作电路中只有R1工作,加热功率为400W,故的阻值为
(3)当电磁铁中的电流,衔铁与触点a接触,进入保温模式,故开始保温时,控制电路中的总电阻为
则热敏电阻的阻值为
由图乙可知,当时,,所以开始保温时,保温杯内的水温为65℃。
(4)由图乙可知,要使开始保温时的温度升高,也会增大,根据可知,当增大时,电流会变小,要保证时开始保温,在不变的情况下,应减小保护电阻的阻值,或者在不变的情况下,应增大电源电压。
3.使用太阳能可以节能减排,减少雾霾天气。小明在项目化学习中,对学校的太阳能热水器(如图)展开了研究。
(1)太阳能热水器使用过程中 的方式增加水的内能;
(2)雾与霾的形成原理不同。雾是水蒸气遇冷 (填物态变化)形成的漂浮在空中的微小水滴.形成过程中要 (选填“吸热”或“放热”);
(3)雾霾天气的罪魁祸首是可吸入颗粒物。如PM2.5,它是指直径不大于2.5 (选填“微米”或“纳米”)的颗粒物;大气中PM2.5的运动属于 (选填“机械运动”或“分子热活动”);
(4)如图中太阳能热水器接收阳光垂直照射的面积是。每平方米每秒接收到的太阳能为1000J。热水器中装有100L水。垂直照射7min,水温可以升高 ℃。[不计一切热量损失。水的比热容为]。
【答案】(1)热传递
(2) 液化 放热
(3) 微米 机械运动
(4)2
【详解】(1)太阳能热水器使用过程中太阳内转化为热水器的内能,热水器再以热传递的方式转化为水的内能。
(2)[1][2]雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的,液化过程需要放热。
(3)[1][2]雾霾天气的罪魁祸首是可吸入颗粒物,这些颗粒是指大气中直径不大于2.5微米的颗粒物,PM2.5的运动是固体颗粒物的运动,属于机械运动,不属于分子的运动。
(4)阳光垂直照射太阳能热水器7min时,不计一切热量损失,则水吸收的热量为
水的质量为
水升高的温度为
4.根据热敏电阻的阻值随温度的升高而减小这一特性,小梅自制一电子温度计,其原理图如图甲。已知电源电压恒为6V,R0为定值电阻,R1为热敏电阻,其阻值R1随温度t变化的规律如图乙。
(1)当环境温度是40℃时,电流表示数为0.2A,求此时R1消耗的电功率 ;
(2)若电流表量程为0~0.3A,该温度计能测量的最高温度是 ℃。
【答案】(1)1W
(2)90
【详解】(1)由图甲可知,R0和R1串联,电流表测量电路中的电流;由图乙可知,当环境温度为40℃时,R1的阻值为25Ω,电流表示数为0.2A,此时电路中的电流为0.2A,此时R1消耗的电功率为
(2)当环境温度是40℃时,由可知,R1两端的电压为
根据串联电路的电压特点可知,R0两端的电压为
由可知,R0的阻值为
根据电流表量程可知,电路中的最大电流为
由可知,电路中最小总电阻为
根据串联电路的电阻特点可知,R1的最小阻值为
由图乙可知,当R1的阻值为15Ω时,环境温度为90℃,故该温度计能测量的最高温度为90℃。
5.阅读短文,回答问题。
热岛效应,指由于人为原因,改变了城市地表的局部温度、湿度、空气对流等因素,进而引起的城市小气候变化现象。该现象属于城市气候最明显的特征之一。由于城市化的速度加快,城市建筑群密集,柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的吸热率和更小的比热容,使得相同的日照情况下,城市地区升温较快,并向四周和大气中大量辐射,造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温,高温的城区处于低温的郊区包围之中,如同汪洋大海中的岛屿,人们把这种现象称之为城市热岛效应。在热岛效应的作用下,城市中每个地方的温度并不一样,而是呈现出一个个闭合的高温中心。在这些高温区内,空气密度小,气压低,容易产生气旋式上升气流,使得周围各种废气和有害气体不断对高温区进行补充。在这些有害气体作用下,高温区的居民极易患上呼吸系统或神经系统疾病。
(1)减弱热岛效应的措施之一:增大城区的绿地、水体面积,多植树。城区的水体、绿地对减弱夏季城市热岛效应起着十分可观的作用,这主要是利用了水的 的特性。
(2)减弱热岛效应的措施之二:人工蒸发补偿。解决城市大气热污染的首要办法是增大蒸发量,受城市安装条件的限制,采用喷雾系统是一种高效且经济的办法,这是利用了水 (填物态变化名称)有 (选填“吸热”或“放热”)的作用。
(3)研究表明,现在城市机动车保有量越来越大,机动车也是造成热岛效应的因素之一。以四冲程发动机小车为例,回答下列问题:
实现机械能转化为内能的是 冲程;实现内能转化为机械能的是 冲程。
在紧急刹车时,刹车片会发烫,这是通过 的方式增加物体的内能。
【答案】(1)比热容大
(2) 汽化 吸热
(3) 压缩 做功 做功
【详解】(1)水的比热容较大,相同质量的水和其他物质相比,吸收相同热量时温度变化较小,因此利用水的比热容大特性可有效调节城区温度。
(2)[1][2]喷雾系统中的水雾通过汽化(蒸发)过程吸收周围环境的热量,从而降低温度,汽化属于吸热过程。
(3)[1][2]压缩冲程中活塞压缩气体做功,机械能转化为内能;做功冲程中高温高压气体推动活塞做功,内能转化为机械能。
[3]刹车片与车轮摩擦时,通过做功的方式将机械能转化为内能,使刹车片温度升高。
6.(1)如图1所示,温度计的读数是 ,物体的长度是 cm,秒表的读数是 s。
(2)小华和小国两位同学利用如图甲所示装置对试管里的20g冰进行加热,并且每隔相同的时间记录一次温度计的示数,同时观察物质的状态。图乙和图丙是他们根据记录的实验数据分别绘制的温度-时间的关系图像,根据图像可知:
①若不计热量损失,则在图乙中CD阶段物体吸收的热量为 J[c水=4.2×103 J/(kg⋅℃)];
②通过观察两位同学绘制的温度-时间的关系图像,你认为图 (选填“乙”或“丙”)的CD段数据有问题;
③冰全部熔化后,继续加热使烧杯中的水沸腾并持续一段时间,发现试管中的水始终不会沸腾,其原因可能是 。
【答案】(1) -38 336.9 1.80
(2) 420 丙 试管中的水,温度达到沸点后,不能继续吸热
【详解】(1)[1]注意观察温度计的分度值,该温度计的分度值为,还要注意这是零下,所以温度计读数为。
[2]观察物体左右两边所对的刻度和刻度尺的分度值,该刻度尺的分度值为1mm,读数中要包括准确值和估读值,要读到分度值的下一位,该物体长度为。
[3]秒表读数时,先读小表盘的“分钟数”为,再读大表盘的“秒数”,注意观察分度值,因为小表盘指针超过了,所以大表盘应该按第二圈读数,秒针对应36.9s,该秒表读数为。
(2)[1]若不计热量损失,则在图乙中CD阶段物体吸收的热量
[2]冰化成水质量不变,冰和水质量相等,升高相同的温度时,水的比热容大,水要吸收更多的热量,需要给水加热更长的时间,所以图丙的CD段有问题。
[3]液体沸腾的条件:一是温度达到沸点,二是能继续吸热。烧杯中的水沸腾时,试管中的水,温度也能达到沸点,但试管里的水和烧杯里的水温度相同,没有温度差,不能发生热传递,试管里的水温度达到沸点后,因不能继续吸热,所以不会沸腾。
7.阅读短文,回答文后问题。
载人飞艇
2024年,我国自主研制的“祥云”AS700载人飞艇成功首飞。某飞艇如图甲所示,其气囊体积巨大,采用轻质材料制作,飞艇采用氦气作为浮升气体,因其化学性质稳定且密度(0.18kg/m³)远小于空气(1.29kg/m³)。飞艇升空靠浮力来实现,水平飞行靠发动机提供动力。发动机输出的能量用于做推动功和辅助功∶推动功指推力推动飞艇水平飞行做的功;辅助功指发动机驱动飞艇上发电机工作所做的功,辅助功的功率恒定。
当飞艇低速(v≤12m/s)水平直线飞行时,其受到的空气阻力F阻与速度v的关系如图乙所示,飞艇部分参数如下表所示。忽略气囊厚度及气囊外其他部分受到的浮力。
空载质量(不含氦气)
3500kg
气囊总容积
4000m3
发动机额定输出功率
3×105W
辅助功的功率
5×104W
发动机效率
36%
最大速度
72km/h
(1)气囊采用轻质材料制作是为了减小 ;
(2)气囊内装满氦气的质量为 kg;
(3)飞艇先后以2m/s和6m/s的速度水平匀速直线飞行相同的时间,推动功分别为W1和W2,则W1∶W2= ;
(4)经过测试发现:当消耗20kg燃油时,飞艇以10m/s的速度水平匀速直线飞行,可运动的最远。则飞行的最大距离为 km。(燃油热值)
【答案】(1)质量
(2)720
(3)1∶9
(4)32.4
【详解】(1)轻质材料的密度较小,在体积一定时,物体的密度越小,质量越小,因此气囊采用轻质材料制作是为了减小质量。
(2)将气囊充满氦气,此时氦气质量为
(3)由图乙可知,空气阻力F阻与速度v的图线为一条过原点的斜线,即F阻=kv,当速度为12m/s时,空气阻力为6×103N,解得:k=500N•s/m;飞艇先后以2m/s和6m/s的速度水平匀速直线飞行时受到的阻力分别为
因飞艇水平匀速直线飞行,则
故
(4)20kg燃油完全燃烧放出的热量为
则发动机输出的能量为(即发动机所做的总功)
由图乙可知,飞艇受到的空气阻力F阻=500N•s/m×v,据题意可知W=W推+W辅,且辅助功的功率恒定,则W辅=P辅t,由题知推动功W推=F阻s,根据速度公式可得,所以可得W=F阻s+P辅t,代入数据有
整理可得飞艇飞行的距离
由不等式知识可知,当v=10m/s时,此时距离s有最大值,飞行的最大距离为
8.不同形式的能量可以在一定条件下相互转化,如图所示。请你判断以下事例中发生的能量转化(只需考虑最主要的能量转化),并将图中能量转化对应的字母序号填写在相应的横线上。
(1)电热水器工作时: 。
(2)钻木取火: 。
(3)给手机充电时: 。
(4)植物吸收太阳光进行光合作用: 。
(5)烧水时水蒸气顶起壶盖: 。
【答案】(1)K
(2)C
(3)J
(4)G
(5)D
【详解】(1)(1)电热水器工作时,消耗电能,使水的内能增加,是电能转化为内能。从图中看到,从电能到内能的能量转化对应的字母序号为K 。
(2)(2)钻木取火时,克服摩擦力做功,消耗机械能,产生内能,是机械能转化为内能。从图中看到,从机械能到内能的能量转化对应的字母序号是C 。
(3)(3)给手机充电时,消耗电能,使手机电池内的化学能增加,是电能转化为化学能。从图中看到,从电能到化学能的能量转化对应的字母序号为J 。
(4)(4)植物吸收太阳光进行光合作用,吸收光能,合成有机物,使化学能增加,是光能转化为化学能。从图中看到,从光能到化学能的能量转化对应的字母序号是G 。
(5)(5)烧水时水蒸气顶起壶盖,水蒸气膨胀对外做功,消耗内能,使壶盖获得机械能,是内能转化为机械能。从图中看到,从内能到机械能的能量转化对应的字母序号为D 。
9.如图所示电路,电源两端电压恒为3V,定值电阻R1阻值为10Ω。闭合开关S,电流表示数为0.2A。
(1)通过电阻R1的电流为 A;
(2)求R1两端电压U1;
(3)求电路消耗的总功率P。
【答案】(1)0.2
(2)2V
(3)0.6W
【详解】(1)由图可知,开关S闭合,两电阻串联,串联电路各处电流都相等,电流表示数为0.2A,则通过电阻R1的电流为0.2A。
(2)根据欧姆定律可得,R1两端电压
(3)电路消耗的总功率
10.小明给奶奶买了一款有“高温”和“低温”两挡的电热毯,内部电路简化如图所示。电源两端电压为12V,电热丝R1、R2的阻值恒定,其中R1=12Ω。
(1)只闭合开关S1时,为 挡,此时通过R1的电流是 A;
(2)只闭合开关S1时, R1的电功率是多少?
(3)电源两端电压为12V时,“高温”挡的电功率为36 W。若更换成电压为6V 的电源,则使用“高温”挡通电1 min产生的热量是多少?
【答案】(1) 低温 1
(2)12W
(3)540J
【详解】(1)[1]由图可知,只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,此时电路中的总电阻最大,两开关都闭合时,两电阻并联,此时电路中的总电阻最小,由可知,两开关都闭合时,电功率最大,为“高温”挡,只闭合开关S1时,为低温挡。
[2]只闭合开关S1时, R1的电流为
(2)只闭合开关时,的电功率为
(3)已知“高温”挡的电功率为36W,此时电路中的总电流为
由并联电路中电流规律可得,通过R2的电流为
的阻值为
当电源两端电压为6V时,电路中的总电流为
则使用“高温”挡通电1 min产生的热量是
11.蓄冷剂是食品运输和保险过程中的重要降温试剂。现有A、B两种蓄冷剂,思考乐财财同学和明海同学为了探究其蓄冷效果,进行了如下的实验探究:财财首先将质量均为100g的两种蓄冷剂分别装入完全相同的冰袋中,标明A、B,放入冰箱中冷冻为温度相同的固体。在容器1、2中分别加入质量为500g且温度相同的水,将冰袋从冰箱中拿出放入水中,并用隔热材料密封。明海同学通过温度传感器每隔一定时间测量蓄冷剂及水的温度,如图是明海记录的A、B两蓄冷剂及容器1、2中水的温度随时间的变化曲线;
(1)思考乐露露同学发现:蓄冷剂熔化前温度在升高,其分子热运动速度变 ;
(2),水和蓄冷剂之间发生热传递,思考乐宇婷同学说其热传递方向为 ;
(3),蓄冷剂 吸热更快;
(4),容器1中水的温度降低,若热量全部被冰袋吸收,经过计算,思考乐汉欢同学发现每克蓄冷剂A吸收的热量为 ;
(5)思考乐汉欢同学在深圳市内配送蛋糕时,选择蓄冷剂 更好,理由是
【答案】(1)大
(2)从水到蓄冷剂
(3)A
(4)210J
(5) A A吸热快,可以使蛋糕保持低温
【详解】(1)蓄冷剂熔化前温度在升高,温度升高,分子运动变剧烈,其分子热运动速度变大。
(2),水和蓄冷剂之间发生热传递,水的温度较高,蓄冷剂温度较低,热量从水到蓄冷剂。
(3),容器1水温降得最快,放出的热量较多,故蓄冷剂A吸收热量更快。
(4)容器1中水的温度降低,若热量全部被冰袋吸收,水放出的热量为
100g蓄冷剂吸收的热量为,故每克蓄冷剂A吸收的热量为
(5)[1][2]在深圳市内配送蛋糕时,选择蓄冷剂A,A吸热快,可以使蛋糕保持低温。
12.图甲是小明家的供电箱,箱内装有各个房间的空气开关,其中厨房空气开关的额定电流是15A,厨房中已有电饭锅(额定功率为850W)、电水壶(额定功率为1200W)、照明灯(额定功率为40W)各一个且同时在正常工作。图乙是小明家空气炸锅的简化电路原理图,它有两个加热挡,其部分技术参数如表所示。
额定电压
220V
电动机功率
10W
加热功率
低温挡
550W
高温挡
1210W
(1)该空气炸锅正常工作时,通过电动机的电流是多少?
(2)低温挡时,电阻R1的电功率是多大?
(3)通过计算说明能否再使用该空气炸锅的高温挡在厨房进行烹饪。
【答案】(1)0.05A
(2)250W
(3)不能
【详解】(1)由表格中的数据可知,空气炸锅正常工作时,电动机的功率为10W,则通过电动机的电流
(2)分析图乙可知,当开关S断开时,R1与R2串联,电路中电阻较大;当开关S闭合时,R2被短路,电路中只有R1,电路中电阻较小;由可知,当开关S闭合时,电路中只有R1,电路中电阻较小,电功率较大,为高温挡,则
低温挡时,电路中的电流
则低温挡时,电阻R1的电功率
(3)厨房中已有电饭锅(额定功率为850W)、电水壶(额定功率为1200W)、照明灯(额定功率为40W)各一个且同时在正常工作,空气炸锅的高温挡为1210W,则所有用电器同时工作时,干路中电流
由于厨房空气开关的额定电流是15A,所以再使用该空气炸锅的高温挡在厨房进行烹饪会造成厨房空气开关跳闸,故不能再使用该空气炸锅的高温挡在厨房进行烹饪。
13.飞机最大起飞质量为,最大飞行高度达,最大航行速度达2.5倍声速(合),最大载油量为,该飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系如下表所示。
速度
100
200
300
400
500
阻力f/N
(1)根据表格提供的信息分析,该飞机航行时所受的阻力f与其速度v的关系式为 。(不用写出单位)
(2)已知该飞机发动机中燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是,燃油的热值为。在飞机油箱中加满燃油后,该飞机以的速度巡航,则其最大航程约是 。
【答案】(1)
(2)2800
【详解】(1)由表中数据可知,该飞机航行时所受的阻力与速度的平方的比值为
故该飞机航行时所受的阻力与航行速度的关系式是。
(2)燃油完全燃烧放出的热量
飞机发动机做的有用功
根据表中数据可知,以的速度巡航时,飞机所受的阻力为,匀速行驶时,牵引力与阻力是一对平衡力,大小为F=f=7.5×104N
则飞机的最大航程
14.如图甲是某品牌的超声波加湿器,其内部湿度监测装置的简化电路图如图乙所示,根据电压表的示数可以判断湿度的高低.已知电源电压为,定值电阻的阻值为,湿敏电阻R的阻值随湿度变化的关系图像如图丙所示,其阻值最大为。求:
(1)由图丙可知,当加湿器内部湿度增大时,湿敏电阻R的阻值 ,电压表示数 (以上均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)当湿度为30%时,通过的电流。
(3)若电压表的量程为,装置能监测湿度的最大值。
【答案】(1) 变大 变大
(2)0.24A
(3)90%
【详解】(1)[1][2]由图乙可知,定值电阻与湿敏电阻R串联,电压表测量湿敏电阻R两端的电压,电流表测量电路中的电流。由图丙可知,当加湿器内部湿度增大时,湿敏电阻R的阻值变大。根据串联电路的电阻特点
定值电阻阻值不变,湿敏电阻R的阻值变大,则总电阻变大。电源电压不变,根据欧姆定律,则电路中的电流变小。的阻值不变,根据,两端的电压变小。因为电源电压,所以湿敏电阻两端的电压
则湿敏电阻两端的电压变大,即电压表示数变大。
(2)由图丙可知,当湿度为30%时,湿敏电阻。与R串联,总电阻
根据欧姆定律,电路中的电流
因为串联电路中电流处处相等,所以通过的电流为0.24A。
(3)电压表量程为,即湿敏电阻R两端的最大电压。此时两端的电压
电路中的电流
湿敏电阻的最大阻值
由图丙可知,当湿敏电阻时,对应的湿度最大值为90%。
15.小明和小华做“测定小灯泡的电功率”实验,现有相同的电源(电压为2伏的整数倍且不变)、相同规格的待测小灯(标有“0.3A”字样)、两个滑动变阻器(分别标有“10Ω 2A”、“20Ω 2A”字样),其他器材齐全且完好。他们各选取一个滑动变阻器,连接电路进行实验小明正确连接电路且实验步骤正确,闭合开关后,观察到电压表的示数如图所示。小华连好电路后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片进行实验,实验数据如下表所示。
实验序号
电压U(伏)
电流I(安)
1
2.8
0.24
2
1.5
0.30
(1)“测定小灯泡电功率”的实验原理是 。
(2)根据表中实验数据可知,小华将电压表并联在 (选填“待测小灯”、“滑动变阻器”或“电源”)两端。
(3)求小灯泡的额定功率 。(请写出计算和推理过程)
【答案】(1)
(2)滑动变阻器
(3)见解析
【详解】(1)“测小灯泡电功率”的实验原理是测出小灯泡两端的电压跟通过的电流,再根据计算出灯泡的电功率,测定小灯泡电功率的实验原理是。
(2)根据表中实验数据可知,电压表示数越大,电流表示数越小,所以小华将电压表并联在滑动变阻器两端。
(3)小华的实验中,由于电压表并联在滑动变阻器两端,小灯泡的额定电流为0.3A,由小华的实验1数据可知,当电流为0.24A时,U滑=2.8V,此时滑动变阻器接入电路的阻值为
所以小华选择滑动变阻器选择的规格为“20Ω 2A”,小明选择滑动变阻器选择的规格为“10Ω 2A”。
小明正确连接电路且实验步骤正确,说明小明的电压表并联在灯泡两端,且此时灯泡两端的电压最小,闭合开关后,观察到电压表的示数如图所示,电压表选择大量程0~15V,分度值为0.5V,示数为3.5V,即小灯泡的额定电压不小于3.5V,此时电路电流不超过0.3A,结合小华的实验数据可知,此时滑动变阻器的电压一定不小于1.5V,根据串联电路电压的规律,电源电压一定大于
电压为2伏的整数倍且不变,小明的实验中,变阻器的最大电阻为10欧姆,小于小华第1次实验变阻器的电阻,故小明实验中变阻器的电压应小于2.8V,由串联电路电压的规律,电源电压小于
故电源电压为6V,在小华第2次实验中,灯的额定电压为
小灯泡的额定功率
16.为了响应国家“低碳环保”的号召,小明家购买了一辆混合动力汽车,如图甲所示。混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成,这台电机既可以充当电动机驱动汽车,又可以充当发电机给蓄电池充电。汽车启动时,内燃机不工作,蓄电池通过电机向车轮输送动力,使汽车行驶,当需要高速行驶;蓄电池储存电能过低时,改由内燃机工作,一方面向车轮输送动力,另外通过电机给蓄电池充。
(1)经过加油站时,小明闻到汽油味,属于 现象。加油站规定工作人员在上班时间不能穿化纤布料做的衣服,这是因为化纤布料容易发生摩擦 ,存在火灾隐患。
(2)当发电机给蓄电池充电时,发电机相当于 (选填“用电器”或“电源”),蓄电池的化学能 。
(3)如图乙所示,汽车在转向前,司机会拨动转向横杆,汽车同侧的前后两个转向灯就会同时闪亮、同时熄灭,如果其中一个损坏时,另一个仍能正常工作。这两个转向灯在电路中的连接方式为 转向横杆相当于电路中的 。
(4)在该混合动力汽车上装有一种定时音乐播放器,其原理如图丙所示。当闭合开关S,“定时开关”处于闭合状态时,播放器 (选填“会”或“不会”)播放音乐。
(5)图丁所示是四冲程汽油机的 冲程。汽车行驶过程中,闻到尾气有汽油味,则汽油的热值 ,若该汽油机使用热值更高的燃料,则汽油机的效率 。
(6)汽油工作时把燃料的化学能转化为 能,再转化为汽车的机械能能。
(7)汽油机的防冻冷却液是由水和某种防冻剂混合而成的。这是利用了水的 大的特点。
(8)某单缸四冲程汽油机飞轮转速为3000r/min,则每秒对外做功 次。若每次对外做功115J,该汽油机的效率为25%,连续工作1 小时需消耗汽油 kg。(汽油热值 q=4.6×107J/ kg)
【答案】(1) 扩散 起电
(2) 电源 变大
(3) 并联 开关
(4)不会
(5) 做功 不变 不变
(6)内
(7)比热容
(8) 25 0.9
【详解】(1)[1]小明经过加油站时能够闻到汽油味,说明分子在不停地做无规则运动,该现象为扩散现象。
[2]化纤布料摩擦容易产生电荷,即摩擦起电现象,一旦放电可能产生火花,引起火灾。
(2)[1]发电机给蓄电池充电时,发电机提供电能,所以相当于电源。
[2]充电的过程中,将电能转化为化学能储存在电池中,所以蓄电池的化学能变大。
(3)[1]两个转向灯工作时互不影响,说明二者的连接方式为并联。
[2]转向横杆能够控制灯泡是否工作,相当于电路中的开关。
(4)当“定时开关”关闭后,播放器被短路,所以播放器不会工作。
(5)[1]由图可知,此时两个气门均关闭,活塞往下运动,所以该冲程为做功冲程。
[2]汽油的热值不会随着质量减少而改变,所以汽油的热值不变。
[3]汽油机的效率与燃料热值无关,由热机自身结构决定。
(6)汽油燃烧时,将导致汽缸内温度升高,所以是将燃料的化学能转化为内能。
(7)防冻液使用水和防冻剂混合而成,是因为水的吸热能力强,即利用了水的比热容大的特点。
(8)[1]汽油机飞轮的转速为3000r/min=50r/s,即汽油机飞轮每秒转50圈,由于四冲程汽油机1个工作循环完成4个冲程,飞轮和曲轴转2圈,对外做功1次,所以该汽油机每秒对外做功25次。
[2] 汽油机1h对外所做的功W总=1×3600s×25次/s×115J/次=1.035×107J
汽油完全燃烧放出的热量
消耗汽油的质量
17.我国自主研制的“祥云”AS700载人飞艇如图甲所示,于2024年3月30日成功完成首飞。飞艇靠艇体内部充满的浮力气体(如氢气或氦气)所产生的浮力来实现升空,吊舱位于艇体下方,用来供人员乘坐或者装载货物。发动机作为推进装置,输出的能量主要用于克服空气阻力推动飞艇水平飞行做功,以及为艇载设备供电,其中用来供电的输出功率恒定。飞艇部分参数见如表,忽略气囊厚度及气囊外其他部分受到的浮力。问:
空载质量(不含氦气)
3700kg
气囊总容积
发动机额定输出功率
供电功率
发动机效率
最大速度
(1)飞艇水平飞行时,需要发动机提供动力,四冲程内燃机的 冲程可以给飞艇提供动力。
(2)某次飞行全程共消耗10kg燃油,则发动机输出的能量是多少?(燃油热值q油=4.5×107 J/kg)
(3)当飞艇低速(v≤12m/s)水平直线飞行时,其受到的空气阻力F阻与速度的关系如图乙所示。则当飞艇以10m/s的速度匀速直线飞行时,消耗10kg燃油可飞行的最大距离为多少km?
【答案】(1)做功
(2)1.62×108J
(3)16.2km
【详解】(1)四冲程内燃机的做功冲程将燃气内能转化为机械能,可以给飞艇提供动力。
(2)发动机输出的能量为
则发动机输出的能量为
(3)由图乙可知,飞艇受到的空气阻力
根据题意可知
且辅助功的功率恒定,则
由题知推动功,根据速度公式可得,所以可得
代入数据有
整理可得飞艇飞行的距离
当时,飞行的最大距离为
18.科技创新小组购买了电压恒为6V的电源、阻值为5Ω的定值电阻R0、压敏电阻R、开关和量程为0~0.6A的电流表,将电流表改装成一台体重计,其简化电路如图甲所示。压敏电阻的阻值与所受到的压力关系如图乙所示,踏板重力不计,闭合开关后:
(1)当体重计空载时,求电路中的电流,将此处标记为0kg;
(2)当电流表示数为0.3A时,求此处应标记的体重(提示:体重指质量);
(3)小组同学想将电流表替换成电压表重新设计一台体重计,要求:体重越大,电压表示数越大。请你帮他们设计一个电路,画出电路图。
【答案】(1)0.12A
(2)
(3)
【详解】(1)分析电路可知,定值电阻和压敏电阻串联,电流表测电路电流。当体重计空载时,压敏电阻所受到的压力为0N,由乙图可知,压敏电阻阻值为,则电路中的电流为
(2)电流表示数为0.3A时,总电阻为
此时压敏电阻阻值为
由乙图可知,此时压敏电阻所受到的压力为600N,则人的重力为600N,体重为
则此处应标记的体重为60kg。
(3)根据串联分压原理设计如下:
分析电路可知,定值电阻和压敏电阻串联,电压表测电压。体重越大,压敏电阻所受到的压力越大,则压敏电阻阻值越小,根据串联分压原理,压敏电阻的电压越小,根据串联电压规律,电压表示数越大。符合设计要求。
19.超载存在安全隐患,交通部门常用“地磅”检测货车是否超载。图甲是小枫设计的模拟地磅原理的简化电路图,电源电压恒为3V,定值电阻R0规格可选,电压表(选0~3V量程),力敏电阻R的阻值随所受压力F变化关系如图乙所示。力敏电阻R上方紧密连接一轻质绝缘平板,检测时将货车模型静置于其上。(g取10N/kg)
(1)如果用图甲所示电路检测,当定值电阻R0一定时,静置在绝缘平板上的货车模型总质量越大,电压表示数越 ;
(2)用图甲所示电路检测,若R0选择阻值为1000Ω的定值电阻,当放上的货车模型重为10N时,电压表的示数为 V;
(3)小枫更换电阻R0的阻值,将电压表改换到R0两端后,如图丙所示,且将电压表2V刻度线处设置为货车模型总质量最大值,超过此刻度线代表超载。如果设定检测的货车模型总质量不超过2kg,则R0的最大功率为 W。
【答案】(1)小
(2)1.5
(3)0.004
【详解】(1)由图甲可知,R0与力敏电阻R串联,电压表测量R两端的电压。由图乙可知,货车模型总质量越大,受到的重力越大,对力敏电阻的压力越大,力敏电阻R的阻值越小,根据串联分压原理可知,R所分电压越小,电压表示数越小。
(2)当放上的货车模型重为10N时,力敏电阻R受到的压力为10N,由图乙可知,力敏电阻的阻值R=1000Ω,电路总电阻为
通过电路的电流
电压表的示数,即R两端的电压为
(3)由图丙可知,R0与力敏电阻R串联,电压表测量R0两端的电压。货车模型总质量为2kg时,对力敏电阻R的压力
由图乙可知,此时R的阻值为500Ω,电压表示数为2V,R两端的电压为3V-2V=1V
电路电流为
则R0的最大功率为
20.如图是电吹风简化电路图,旋转扇形开关S,实现冷风热风的转换,主要技术参数如图所示。扇形开关接在图示位置时,电吹风处于“停”的状态。
额定电压
220V
频率
50Hz
吹热风时功率
880W
吹冷风时功率
80W
(1)当扇形开关接 接线柱时(选填“2、3”或“3、4”),电吹风是热风挡工作状态。
(2)电热丝R的阻值是多少?
(3)当电吹风正常工作并且吹热风时,1min内电流通过电热丝R产生的热量是多少?
(4)若家中只有电吹风工作,用冷风、热风挡交替使用了共5min,标有1200imp/kW·h的电能表指示灯闪烁60次,则电吹风消耗多少J的电能?
(5)第四问中使用热风挡的时间为多少?
【答案】(1)3、4
(2)60.5 Ω
(3)4.8×104J
(4)1.8×105J
(5)
【详解】(1)电吹风处于热风挡时,电热丝和电风扇必须接入电路,由图可知,扇形开关需要与接线柱3、4相连时吹热风,所以,当扇形开关接3、4接线柱时,电吹风是热风挡工作状态。
(2)已知吹热风时总功率为,电动机单独工作吹冷风时功率为,故电热丝功率
由公式得,
(3)吹热风时,电热丝的功率为800 W,1min=60s,产生的热量
(4)电能表标识为1200 imp/kW·h,闪烁60次,则耗电量为
(5)冷风、热风挡交替使用了共,设热风挡工作时间为t ,则冷风挡工作时间为300s−t。全程总耗能为880W×t+ 80W×(300s−t)=1.8×105J
解得第四问中使用热风挡的时间为。
21.汽车是我们熟悉的交通工具,它给我们的生活提供便利,促进了社会经济的发展.汽车应用了许多物理知识,请你运用所学的物理知识回答以下问题:
(1)汽油机在吸气冲程中,从进气门“吸入”汽缸的是( )(填选项)
A.空气 B.空气和汽油
C.汽油 D.柴油
(2)下表是我国某品牌轿车的一次测试报告。
车型
某品牌轿车
测试道路
标准水平国道
测试距离
100km
测试速度
80km/h
匀速行驶
消耗汽油
10kg
汽油燃烧实际放热
受到阻力
900N
①请计算该品牌轿车在测试过程中,汽油完全燃烧放出的热量是多少 ?(若汽油的热值q=4×107J/kg)
②该品牌轿车在测试过程中,汽车牵引力对汽车做的有用功是多少 ?
③该汽车的效率约是多少 ?
【答案】(1)B
(2)
【详解】(1)汽油机在吸气冲程中,进气门打开,排气门关闭,活塞往下运动,将汽油和空气的混合物吸入汽缸内。
故选B。
(2)[1]由热值公式变形可得汽油完全燃烧放出的热量Q=qm=4×107J/kg×10kg=4×108J
[2]测试过程中汽车匀速行驶,处于平衡状态,牵引力和阻力是一对平衡力,则牵引力F=f=900N
则汽车牵引力对汽车做的有用功W有=Fs=900N×100×103m=9×107J
[3]由效率公式可得汽车的效率
22.我国“华为”公司是当今世界通讯领域的龙头企业,以手机为例,华为“Mate70pro”不仅采用5500mAh超大容量电池,并且采用“超级快充”技术,不到半小时可把电池充满,极大方便了人们的使用。已知该电池的部分参数如下表所示:
电池名称
锂离子电池
电压
3.7V
容量
5500mAh
(1)表格中的电池“容量”是 与通电时间的乘积的结果;
(2)电池充满电储存的电能是 J;
(3)两个充电器一个标注“输出5V 600mA”,另一个标注“输出5V 20A”,其中一个是快速充电器。假设充电效率为90%,选用快速充电器将电池从零充满需要的时间为 s。
【答案】(1)电流
(2)73260
(3)814
【详解】(1)电池的容量“5500mAh”,mA是电流的常用单位,h是时间的常用单位,所以“容量”是电流与通电时间的乘积。
(2)根据电流的单位换算可知
根据时间的单位换算可知
当电池充满电时,储存的电能是
(3)标注“输出5V 600mA”的充电器,已知
所以充电功率是
标注“输出5V 20A”的充电器,充电功率是
由于,则P1<P2,所以第二个的充电速度快;由于充电效率η=90%,所以,充电消耗的电能是
选用快速充电器将电池从零充满需要的时间是
23.充电桩的普及为新能源汽车补给能量提供了便利。如图甲是某品牌电动汽车的快速充电桩,在某次性能测试过程中,将容量为75kw·h的汽车电池从3%的电量开始充电,直至90%为止,充电桩给电池的最大充电功率为120kW,环境温度为20℃,开始充电后,每隔5%电量记录对应的充电时间,得到如乙图数据:
(1)为了确保充电桩的安全可靠,使用的是专属轻质液冷充电线,与普通充电线相比,该充电线散热更快。液冷充电线在工作过程中,能快速地把热量转移到环境中。这种改变物体内能的方式是 。该充电桩输出电流不得超过250A,那么此充电桩输出电压的最大值至少为 V;
(2)电池容量为5~55%之间时,充电桩以最大输出功率稳定输出,则这段时间内汽车的充电效率为多少?
(3)在充电过程中,考虑到电流的热效应会使整个充电系统内部发热。汽车采用风冷式动力冷却系统,即散热风扇将外部的空气吸入电池箱内,吸热后从排气管排出,以防止电池温度持续升高。该过程中,设吸入空气为密度均匀的柱形空气柱。将电池从3%的电量充至90%的过程中,电池产生热量为,冷却系统中散热风扇的口径为,为了保证电池充电过程中温度恒定为40℃,则该汽车散热风扇进风速度至少为多少米每秒?(不考虑风扇工作过程中自身发热和消耗电能。空气密度为,该状态下空气的比热容为
【答案】(1) 热传递 480
(2)93.75%
(3)20
【详解】(1)[1]液冷充电线在工作过程中,能快速地把热量转移到环境中,环境吸收热量,使充电线的内能减小,这种改变物体内能的方式是热传递。
[2]该充电桩输出电流不得超过250A,充电桩给电池的最大充电功率为120kW,由得,此充电桩输出电压的最大值至少为
(2)电池容量为5~55%之间时,充电桩以最大输出功率稳定输出,由得,这段时间内充电输出的电能为
这段时间内电池增加的电能为
这段时间内汽车的充电效率为
(3)电池产生热量为,空气吸收的热量为
由得,吸入电池箱内的空气的质量为
由得,空气的体积为
冷却系统中空气流动的长度为
则该汽车散热风扇进风速度至少为
24.2025年5月15日,全国最大光伏能源双燃料汽车运输船,在广州南沙正式命名为“远海口”轮,并交付首航,如图所示。该船采用先进(液化天然气)双燃料主机,日常运行时,使用天然气,燃油作为应急补充。该船还配备峰值输出功率302.8千瓦的分布式太阳能光伏并网系统,为目前同类船舶装载的最大光伏发电系统。
(1)太阳能光伏并网系统利用太阳能的方式是将太阳能转化为 能。
(2)阳光每天中午平均照射3h,该船上的太阳能光伏并网系统以峰值功率能发电多少度?太阳能电池板的光电转换效率约为20%,一块太阳能电池板的面积为2.5,中午时太阳能电池板接收到的太阳辐射的功率为1200,船上至少铺设了多少块太阳能电池板?
(3)若运输量相同的传统燃油汽车运输船某次航行需要消耗1000t燃油,“远海口”号双燃料汽车运输船航行相同的航线,燃料全部用天然气,需要消耗液化天然气的质量为620t。已知宣传“远海口”号主机可节省不少于20%的能耗(能耗指的是燃料完全燃烧时放出的总热量),请你通过计算判断对该主机的宣传是否真实?(燃油的热值为,液化天然气的热值为)
【答案】(1)电
(2);
(3)是真实的
【详解】(1)太阳能光伏发电消耗太阳能,同时为电路提供电能,所以是将太阳能转化为电能。
(2)已知分布式太阳能光伏并网系统的峰值输出功率为302.8千瓦,所以阳光照射3h能发电的度数为
一块太阳能电池板接收到的太阳辐射功率
一块太阳能电池板的发电功率
船上的太阳能电池板的块数
所以船上至少铺设了505块太阳能电池板。
(3)已知,运输船航行相同的航线,消耗燃油的质量为
消耗液化天然气的质量为
所以,传统燃油汽车运输船运输过程中完全燃烧燃油产生的能量为
双燃料汽车运输船运输过程中完全燃烧天然气产生的能量为
则新型汽车运输船比传统燃油汽车运输船能节省能耗率为
可见,对该主机的宣传是真实的。
25.小嘉做“测定小灯泡的电功率”实验,现有滑动变阻器两个(分别标有“10Ω 2A”“20Ω 1A”字样),其他器材齐全且完好。小嘉选取其中一个变阻器与电源(电压为1.5伏的整数倍)、待测小灯(额定电压为“2.5V”或“4.5V”)、电流表、开关串联,将电压表并联在电路中,滑片移至变阻器一端。闭合开关,观察到电压表的示数如图(a)所示,小灯泡发光较亮,移动滑片,电压表示数变大,发现无法完成实验。他思考后做出调整,重新连接电路,并使变阻器接入电路中的电阻最大。闭合开关,观察到电流表示数如图(b)所示,移动滑片,小灯泡正常发光时,电流表的指针恰好指在表盘正中央。
(1)调整前,电压表并联在 两端。
(2)小嘉做出的调整为 。
(3)分析计算电源电压及小灯泡的额定功率。
【答案】(1)小灯泡
(2)将“10Ω 2A”变阻器换成“20Ω 1A”的变阻器
(3)6V,0.75W
【详解】(1)由题意知,闭合开关,观察到电压表的示数如图(a)所示,选用0~3V量程,分度值为0.1V,示数为2.8V,小灯泡发光较亮,移动滑片,电压表示数变大,说明闭合开关时,已经是滑动变阻器的最大阻值接入电路,且电压表是并联在小灯泡两端的,且小灯泡发光较亮,说明小灯泡的额定电压为2.5V。
(2)由上述可知,滑动变阻器的最大阻值太小,无法分走更多的电压,使小灯泡两端的电压达到额定电压,因此需要换用最大阻值更大的滑动变阻器,因此做出的调整是将“10Ω 2A”变阻器换成“20Ω 1A”的变阻器。
(3)将“10Ω2A”变阻器连入电路且接入阻值最大时,电压表示数为2.8V,小灯泡发光较亮,所以小灯泡的额定电压为2.5V。调整电路后,闭合开关,电流表示数为0.22A,小灯泡未正常发光,则电源电压
即U<2.5V+0.22A×20Ω=6.9V
移动滑片,指针指在表盘中央时,小灯泡正常发光,即。此时,变阻器连入电路的阻值一定大于10Ω,电源电压
U>2.5V+0.30A×10Ω=5.5V
则5.5V<U<6.9V
电源为1.5伏整数倍,则U=6V,小灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5 V×0.30A=0.75W
26.如图所示的是某折叠卡式炉,采用丁烷气体作为燃料,携带十分方便,是露营时首选的加热装置。在水壶中装入2L初温为25℃的水,用卡式炉加热至100℃。[水的密度为,水的比热容为,丁烷的热值为]
(1)使用折叠卡式炉烧水的过程中,是通过 的方式改变了壶中水的内能。
(2)此过程中,水吸收的热量是多少?
(3)若此过程卡式炉的加热效率为52.5%,则消耗丁烷气体的质量是多少?
【答案】(1)热传递
(2)
(3)25g
【详解】(1)做功和热传递能够改变物体的内能。使用折叠卡式炉烧水的过程中,是通过热传递的方式改变了壶中水的内能。
(2)水的质量为
则水吸收的热量为
(3)丁烷气体完全燃烧放出的热量
消耗丁烷气体的质量
27.如图甲所示为多挡位电火锅,如图乙所示为其简化电路原理图,已知R1=440Ω,R2=44Ω。
(1)根据简化电路图分析,可知该电火锅有 个挡位。
(2)开关 ,电火锅处于最低挡,计算此时电火锅的功率。
(3)求电火锅处于最高挡时,工作10min消耗的电能。
【答案】(1)3
(2) S1断开,S2连接触点a 100W,计算见解析
(3)7.26×105J
【详解】(1)当S1闭合,S2连接触点b时,R1和R2并联;当S1断开,S2连接触点b时,为R2的简单电路;当S1断开,S2连接触点a时,R1和R2串联。电压一定时,根据可知,当S1闭合,S2连接触点b时,此时电路中总电阻最小,功率是最大的,为最高挡;当S1断开,S2连接触点b时,为中挡;当S1断开,S2连接触点a时,此时电路中的电阻最大,功率是最小的,为最低挡。故该电火锅有3个挡位。
(2)[1]由(1)分析可知,S1断开,S2连接触点a时,此时两电阻串联接入电路,电路中的电阻最大,功率是最小的,为最低挡。
[2]电火锅最低挡的功率为
(3)由(1)分析可知,当S1闭合,S2连接触点b时,R1和R2并联接入电路,电路中的电阻最小,功率是最大的,为最高挡。此时的功率为
最高挡工作10min消耗的电能为W=P高t=1210W×10×60s=7.26×105J
28.为实现碳达峰、碳中和的目标,作为零排放、无污染的载运工具,氢燃料电池汽车是未来新能源清洁动力汽车的主要发展方向之一。
(1)氢燃料电池将化学能直接转化为 能。
(2)储氢瓶内气体压强很高,可达 3.5×107 Pa,此时瓶内壁 1cm2的面积上受到的压力是多大?
(3)我国某汽车公司研制的一款氢燃料电池卡车,自重15 t,载重高达15 t,储氢罐可容30 kg,氢燃料电池额定功率达200 kW,续航里程高达500 km。某次运行时,在水平路面上卡车以额定功率匀速行驶72 km,用时1 h,卡车的行驶速度为多大?运行过程中所受阻力是多少?
【答案】(1)电
(2)3.5×103N
(3)20m/s ,1×104N
【详解】(1)氢燃料电池发生化学反应,将化学能直接转化为电能,供用电器使用。
(2)由可得,瓶内壁的面积上受到的压力为
(3)卡车的行驶速度
根据可得,卡车发动机做功
卡车匀速运动过程中,所受阻力等于牵引力,由
可得卡车匀速行驶过程中所受阻力
29.某学校餐厅使用了一款可以自动识别餐盘中食品质量和种类的智慧餐盘,其工作原理如图甲所示,电源电压恒为27V、电压表的量程为0~15V、电流表的量程为0~0.6A、为定值电阻、滑动变阻器R最大阻值为50Ω。当餐盘不放物体时,滑片P恰好位于滑动变阻器的a端。闭合开关S,滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端的过程中,电压表的示数由0逐渐增大到15V,此过程中的最大称量质量为2kg。求:
(1)定值电阻的阻值;
(2)为了保证电路安全,滑动变阻器允许连入电路的阻值变化范围是多大?
(3)当滑动变阻器的阻值为20Ω时,整个电路所消耗的电功率是多少?实践小组在对电压表表盘进行质量标注的过程中发现,表盘上原刻度的每一小格对应的质量值是不同的,即质量刻度不均匀,如图乙所示。请设计一个可以实现质量刻度均匀的电路,在图丙虚线框内补充完整符合要求的电路图。
【答案】(1)40Ω
(2)5~50Ω
(3)12.15W,
【详解】(1)由图甲可知,R0和变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量变阻器两端的电压,滑片在b端时的电流
R0两端电压U0=U-UR=27V-15V=12V
R0的阻值
(2)电流表的量程为0~0.6A,电路中的最大电流是0.6A,由可知,电路的总电阻最小,最小总电阻为
变阻器的最小阻值R滑小=R小-R0=45Ω-40Ω=5Ω
电压表的量程为0~15V,电压表的最大示数是15V,由串联分压可知变阻器连入电路的电阻最大,由串联电路电压的规律可知R0两端的电压U0=U-UR=27V-15V=12V
由串联分压得到
即
解得R滑大=50Ω
所以为了保证电路安全,滑动变阻器允许连入电路的阻值变化范围是5~50Ω。
(3)当滑动变阻器的阻值为20Ω时,整个电路所消耗的电功率是
要使表盘上刻度均匀,必须保证电流不变,电压表示数与它所跨接的部分阻值成正比,电路如图:
与图甲相比,该电路电流最小且保持不变。
30.如图所示,是家用保温式电饭锅的电路图,S是手动、温控一体开关——必须用外力按下开关才能使开关闭合,但当锅底温度达到大约103℃时,开关会自动断开。已知电饭锅煮饭状态时额定功率为880W,R2=495Ω。
(1)如果不按下开关S,电饭锅是处于煮饭状态还是保温状态,请简要说明理由。
(2)当电饭锅处于煮饭状态时,电路中的电流是多大?
(3)当电饭锅处于保温状态时,保温功率是多大?
【答案】(1)保温状态,见解析
(2)4A
(3)88W
【详解】(1)不按下开关S,电阻R1和R2串联,电路消耗的总功率为
开关S闭合,R2短路,电路中只有R1工作,电路消耗的功率为
则,即不按下开关S时电饭锅功率比按下开关时的功率小,所以不按下S时电饭锅处于保温状态。
(2)已知电饭锅煮饭状态时额定功率为880W,由P=UI,正常煮饭状态时电路中的电流
(3)由欧姆定律得:电阻
保温状态下电路的总电阻为
由得电饭锅的保温功率为
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