现在很多家庭和办公室采用新型管线饮水机,这种饮水机没有水仓,打开出水开关立即给水加热,出水口随即流出热水,停止出水时,加热就会停止。如下图甲是某品牌新型管线饮水机,其额定电压220V,额定功率为2100W。市面上还有另一种传统管线饮水机,如下图乙,它有水仓,把水仓内的水加热到设定温度后供人饮用,若无人饮用时水仓的水温降到一定程度后重新加热,功率为800W左右。
(1)甲饮水机正常工作时电流有多大(结果保留一位小数)?假如产生的热量全部被水吸收,设流入水温为18℃,流出水温为98℃,它每分钟流出多少千克热水?[c水=4.2103J/(kg℃)]
(2)小明家准备购置饮水机时,妈妈认为甲饮水机功率太大,浪费电,而且可能导致空气开关经常跳闸。请你判断哪一种饮水机更浪费电,并简要说明理由。你怎么解决甲饮水机导致空气开关跳闸的问题?
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轮船的大小通常用排水量表示,排水量是轮船满载时排开水的质量。
(1)若轮船的排水量记为m排,满载时船货总质量记为m船,请通过推导说明m排=m船,要求写出相关物理原理和表达式。
(2)某条船的排水量为500t,该船满载从海水驶入江水中,其排水量变大、变小、还是不变?该船排开江水的体积是多少?(=1.03×103kg/m3,=1×103kg/m3)
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阅读下列短文,回答问题。
热敏电阻温度计
热敏电阻是用半导体材料制成的电阻,其阻值随温度的变化而变化,如图甲所示为某型号热敏电阻的实物图,阻值随温度升高而变小的,称为负温度系数热敏电阻;阻值随温度升高而变大的,称为正温度系数热敏电阻,利用热敏电阻的特性做成的温度计,叫做热敏电阻温度计。
图乙所示为热敏电阻R1的阻值随温度t变化的图像(为方便计算,已将图线作了近似处理)。图丙是用R1做测温探头的某热敏电阻温度计的电路图,其中电源电压可在0.60~1.20V之间调节,R2为定值电阻,阻值为100Ω。该电路工作原理是:当保持通过R1的电流不变时,R1两端的电压随电阻均匀变化(即随温度均匀变化),故只需将电压表V1表盘的刻度改成相应的温度刻度,就可以直接从V1表盘上读出温度值。测量时,将R1放入待测温度处,闭合开关,调节电源电压,使V2表的示数保持0.20V不变(即电路中的电流保持2mA不变),再从V1表盘上读出待测温度t。
(1)热敏电阻R1是______(选填“正”或“负”)温度系数热敏电阻。在标准大气压下,将R1放入冰水混合物中时,R1的阻值是______Ω;
(2)测温时,保持R2两端电压为0.20V,R1两端的电压随温度升高而______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)某次测温时,V1表盘上显示的温度是20℃,此时电源电压为______V;
(4)该热敏电阻温度计测量温度的范围为______℃。
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如图所示,杠杆AB放在钢制圆柱体的正中央水平凹槽CD中,杠杆AB能以凹槽两端的C点或D点为支点在竖直平面内转动,长度AC=CD=DB,左端重物G=12 N。请回答下列问题:
(1)当作用在B点竖直向下的拉力F足够大时,杠杆开始转动,请画出此时F的力臂L。
(2)在拉力的作用下,3 s内重物在竖直方向上上升了4 m,求拉力克服重力做功的功率。
(3)为使杠杆AB保持水平位置平衡,拉力F的最大和最小值。(杠杆、细绳的质量及摩擦均忽略不计)
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如图所示,电源电压不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,请回答下列问题:
(1)判断电路中各元件的连接情况:闭合开关后,电阻R、R1的连接方式是________。
(2)判断电表的测量对象:电流表测量通过________的电流,电压表测量________两端的电压。
(3)判断滑片移动时相关物理量的变化情况:电源电压不变,滑片P向左移动时→电阻R接入电路的阻值变________→电路中的总电阻变________→电流表的示数变________→电压表的示数变________;R1消耗的电功率变________,电路消耗的总功率变________;电压表与电流表示数的比值等于_______→其比值变________。
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根据下列有关要求画出对应的电路图。
(1)仅闭合开关S1,电路的连接情况为_____,电流表A1测量通过________的电流,电压表V测量________两端的电压;请在图1虚线框画出对应的电路图。
(_______________)
(2)闭合开关S1、S3,断开S2,电路的连接情况为________,电流表A1测量通过________的电流,电流表A2测量通过________的电流,电压表V测量________两端的电压;请在图2虚线框画出对应的电路图;
(____________)
(3)闭合开关S2、S3,断开S1,电路的连接情况为电阻R1与滑动变阻器串联,再与电阻R2并联,电流表A1测量通过电阻R1(滑动变阻器)的电流,电流表A2测量通过________的电流,电压表V测量________两端的电压;请在图3虚线框画出对应的电路图;
(_______________)
(4)S1、S2、S3均闭合时,电路的连接情况为滑动变阻器与电阻R2并联,电流表A1测量通过滑动变阻器的电流,电流表A2测量通过________的电流,电压表V测量________两端的电压;请在图4虚线框画出对应的电路图。
(_______)
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小力想利用所学知识对蔬菜大棚进行节能改造,评估利用太阳能和电能为大棚提供能源的可行性.查询资料可知,本地区冬季太阳能集热管每平方米面积上每天可接收的太阳能为1.68×107 J.[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),煤的热值为3×107 J/kg]求:
(1)若太阳能供能装置的能量有90%被水吸收,则每天每平方米集热管接收的太阳能可使______千克的水温度从20 ℃升高到70 ℃?
(2)如果用3 kW的电热器代替太阳能供热装置,电热器至少需要工作______时间?(假设电热器产生的电能全部被水吸收)
(3)用集热管每平方米每天接收的太阳能替代煤,可节约煤______千克?(假设煤完全燃烧)
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现有一个有加热和保温两种状态的微型电热水器,其内部简化电路如图甲所示.该热水器由控制电路和工作电路两部分组成.开关S0和S均闭合时,电热水器开始加热.当水温达到50 ℃时,衔铁会被吸下.R0为热敏电阻,其阻值随温度的变化图像如图乙所示.已知:R1=44 Ω,R2=2 156 Ω.[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]求:
(1)闭合开关 S0和 S,当水温达到50 ℃时,电热水器处于______ (选填“加热挡”或“保温挡”).由图乙可知,热敏电阻的阻值随温度的升高而______ (选填“增大”或“减小”);
(2)电热水器正常工作5 min,将水箱中 2.2 kg的水从 15 ℃加热到 45 ℃,此过程中水吸收的热量是______?
(3)电热水器的加热效率是______?
(4)电热水器处于保温状态时工作电路的功率是______?
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烘鞋器具有烘干、杀菌和除臭等功能。某烘鞋器的原理如图所示,R1、R2均为电热丝,工作时先进入加热状态,当加热到设定温度时,自动切换为保温状态。该烘鞋器的部分参数如下表所示。
额定电压 | 220 V |
加热功率 | 10 W |
保温功率 | 4 W |
(1)该烘鞋器的外壳是利用______ (选填“导体”或“绝缘体”)材料制成的,当开关S1、S2闭合,烘鞋器处于______挡;
(2)求R1、R2的阻值______;
(3)若烘鞋器的效率为80%,利用烘鞋器给鞋加热10分钟,求鞋吸收的热量______;
(4)烘鞋器消耗的电能如果用燃烧木材来提供,至少需要______木材?(q木材=1.2×107J/kg)
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如图甲为面包房和面和制作奶昔的双向双动式和面机,主要结构为一个带动搅拌器的电动机和一个带动料桶的电动机,在和面过程中二者交替工作,搅拌器正反搅拌.该和面机的铭牌如下,和面机正常工作时搅拌电机和料桶电机交替工作的“P-t”图像如图乙所示.某次单独使用和面机正常工作12 min,标有“3 000 r/(kW·h)”字样的电能表转盘转过了480转。求:
额定电压 | 220 V |
额定频率 | 50 Hz |
搅拌电机功率 | 900 W |
料桶电机功率 |
(1)要改变电动机的转向可以改变______方向或磁场方向来实现;
(2)0~4 min搅拌器的电动机工作,此时和面机的工作电流是______?(结果保留两位小数)和面机正常工作,0~12 min消耗的电能是______?
(3)此和面机的料桶电动机的功率是______?
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