图甲是内胆为铝质材料的电饭锅,内部电路如图乙所示,R1是加热电阻,阻值为48.4Ω;R2是限流电阻,阻值为484Ω。煮饭时,接通电源(220V 50Hz),闭合手动开关S1,电饭锅处在加热状态。当锅内食物温度达到103℃时,开关S1会自动断开,断开后若无外力作用则不会自动闭合,S2是一个自动温控开关,当锅内食物温度达到80℃时会自动断开,温度低于70℃时会自动闭合。【已知水的比热容为4.2×103J/(kg. ℃);查表可知铝的熔点为660℃】
请解答下列问题:
(1)如果接通电源后没有放入食物就闭合开关S1,电饭锅的内胆是否会熔化?为什么?
(2)在保温和加热两种情况下,电饭锅消耗的电功率之比是多少?
(3)若在一个标准大气压下将温度为20℃,质量为2.5kg的水烧开需要16min40s,求电饭锅正常工作时电能转化为内能的效率是多少?
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在如图所示的电路中,电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2标有“50Ω 2A”字样,电流表的量程选择“0~3A”.只闭合电键S1,电流表的示数为0.8安;再闭合S2,电流表的示数变化了0.4安.求:
(1)电源电压.
(2)电阻R2接入电路的阻值.
(3)该电路的最大电功率.
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(10分)阅读短文,并回答问题.
家庭热泵――空调
夏天来了,安装空调的家庭逐渐多了起来.如下图是家用分体式空调的原理图,其制冷原理是室外机中的压缩机将气态的制冷剂压缩后成为高温高压的液态制冷剂,散热后液态的制冷剂经膨胀阀进入蒸发器(室内机)迅速变成气体,吸收大量的热量,从而使房间的温度迅速下降(冬天的制热工作过程与上述相反),空调在制冷运行的过程中会产生大量的冷凝水,因此空调配有排水系统.
制冷量是家庭购买空调时需要考虑的一项重要指标.它是指空调进行制冷运行时,单位时间内从密闭空间内去除的热量总和.制冷量大的空调适用于面积比较大的房间,且制冷速度较快.以15平方米的居室面积为例,使用额定制冷量在2500W左右的空调比较合适.家用空调的制冷量单位常用“匹”,1匹=2324W.
能效比是衡量空调节电效果的一项重要指标.家用空调器的能效比(EER)就是其制冷量与制冷消耗电功率之比.如下图所示是两台不同品牌空调上的能效标识(能效标识是附在产品上的一种信息标签,用于表示耗能产品的能源效率等级等性能指标,为用户和消费者的购买决策提供必要的信息,以引导用户和消费者选择高效节能产品),图丙是国家标准中关于分体式空调部分能效等级指标.
丙
(1)空调制冷运行时,室内的空气湿度 (大于/小于)室外.图乙中,两空调工作时更节能的是 (A/B).
(2)关于空调机,下列说法正确的是
A.家庭安装空调要铺设专线,目的是为了防止触电
B.空调机制冷时,室外机放出的热量要大于压缩机消耗的电能
C.空调压缩机是利用降温的方法使氟利昂发生物态变化的
D.空调制冷时室外机中有风扇在转动,它的作用是将冷气吹向室内
(3)某家庭空调机制冷量为1.5匹,能效比为3,在额定状态下连续工作10min,消耗的电能为 kw·h,不计热损失,理论上可以使40m2的密闭房间内的空气温度下降约 ℃。[取房间层高3m,空气的密度ρ=1.29kg/m3,c =1.0×103J/(kg·℃)]
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如图所示是利用起重机打捞水中物体的示意图,吊臂前端由滑轮组组成,动滑轮重300kg,绳重和摩擦不计。现在用此起重机从水中把质量为2×103kg,体积为0.8m3的物体G匀速提起,滑轮组上钢丝绳拉力F的功率为3kW(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)。求:
(1)物体完全浸没在水中时受到的浮力。
(2)物体离开水面前拉力F的大小。
(3)物体离开水面前上升的速度。
(4)物体离开水面前,滑轮组的机械效率多大。
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如图是一台常用的电热饮水机的铭牌数据和电路原理图。其中S是温控开关,R1是定值电阻,R2是加热电阻。当S闭合时,饮水机处于加热状态;当S断开时,饮水机处于保温状态。
(1)求在加热状态下,饮水机正常工作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℃,需用时14min(水的比热容为4.2×103J/kg·℃)。求此加热过程中:①水吸收的热量;②饮水机的加热效率。
(3)求电阻R1的阻值(保温功率是指整个电路消耗的功率)。
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如图中甲所示,是某种电热饮水机的简化电路示意图.图乙是它的有关参数.它有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关S自动控制),试问:
(1)饮水机处于保温状态时温控开关S应处于________状态
(2)R1和R2的电阻值各是多大_________?
(3)在用电高峰期,该饮水机的实际工作电压只有200V,加热效率为80%,若将装满水箱的水从20℃加热至100℃,需要多长时间_______?(c水=4 2×103J/(kg℃),p水=1.0×103kg/m3,忽略温度对电阻的影响)
故
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如图甲、乙是一种家用电熨斗及其简化电路原理图(额定电压为220V),虚线框内为加热电路,R0是定值电阻,R是可变电阻(调温开关).该电熨斗温度最低时的耗电功率为121W,温度最高时的耗电功率为484W,根据以上信息计算:
①定值电阻R0的阻值;
②可变电阻R的阻值变化范围?
③假定电熨斗每秒钟散发的热量Q跟电熨斗表面温度与环境温度的温差关系如图丙所示,现在温度为20℃的房间使用该电熨斗熨烫毛料西服,要求熨斗表面温度为220℃,且保持不变,问应将R的阻值调为多大?
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建造设计师设计出了一种能漂浮在水中的城市,漂浮城市装有动力装置,可以移动,该漂浮城市三角形建筑的主体结构是中空的,强风能从中通过,可以确保当飓风来临时,把飓风对建筑的破坏降至最低。漂浮城市的表面安装有太阳能电池板,接收太阳能的功率为8.0×108W,请回答下列问题:
(1)假如某班级有40位中学生(每生质量约50kg)从岸上进入漂浮城市参观,则漂浮城市受到的浮力约增加多少?
(2)若三角形建筑空洞的面积为2.0×104 m2,某次飓风正好垂直于空洞的表面吹入,1S流入空洞的空气质量是1.92×106kg,该地的空气密度是 1.2kg/m3,求飓风的风速。
(3)若电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮城市前进所需的能量。漂浮城市受到的水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如图甲所示,漂浮城市运动速度v与时间t的关系如图乙所示。漂浮城市在匀速运动过程中,太阳能转化为机械能的效率为多少?
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如图所示,L是标有“6V 3W ’字样的小灯泡,只是定值电阻,断开开关 S2, 闭合开关Sl和,S3,灯泡正常发光,电流表的示数为1.5A.
(1)求灯泡正常发光时的电流:
(2)若断开开关Sl和S3,闭合S2,求lmin内定值电阻R产生的热量? (灯泡电阻不变)
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2015年3月,全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”(如图所示)开始首次环球飞行,途径我国重庆和南京两个城市,此行的重要目的是传播新能源概念。
(1)该飞机白天飞行时,利用高效太阳能电池版将电磁能(太阳能)转化为____________能;夜间飞行时,利用其超轻薄离子电池储备的____________能转化为电能,首次实现昼夜飞行而不耗费一滴燃油。
(2)该机从重庆飞往南京的航程约为1260千米,用时17.5小时。则它的飞行速度为多少千米/小时?
(3)为降低飞行时的能量消耗,该机选用新型轻质材料,取面积为1平方米,厚度为1毫米的新型材料,测得其质量为250克,则该材料的密度为多少?
(4)该机计划从南京起飞后直飞美国夏威夷,是此次环球航行中最具挑战性的一段航程,飞行时间长达120小时,飞行过程中依靠平均功率为10千瓦的电动机提供动力,其消耗的能源全部由电池板吸收的太阳能提供,则此段航行中至少需要吸收多少太阳能?(太阳能电池板的转化功率约为30%)
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