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图为小颖同学设计的电热水器的原理图,该电热水器具有加热、保温功能。图中电磁继电器...

图为小颖同学设计的电热水器的原理图,该电热水器具有加热、保温功能。图中电磁继电器(线圈电阻不计)、热敏电阻R、保护电阻R0、电压恒为6V的电源U1、导线等组成控制电路。当电磁铁线圈中的电流I<10mA时,继电器上方触点和触点c接通;当电磁铁线圈中的电流I≥10mA时,电磁铁的衔铁被吸下,继电器下方触点和触点a、b接通。热敏电阻中允许通过的最大电流I0=15mA,其电阻R随温度变化的规律如图10,热敏电阻和加热电路中的三只电阻R1、R2、R3均置于储水箱中。已知R1=33Ω、R2=66Ω、R3=154Ω、U2=220V。

(1)衔铁被吸下时,加热电路的总电阻是多大?

(2)保温状态下,若加热电路的发热功率等于热水器散热功率的80%,求10分钟内热水器散失的热量;

(3)为使控制电路正常工作,保护电阻R0的阻值至少为多大?若R0为该值,衔铁刚好被吸下时储水箱中水温是多少?

 

(1)22Ω(2)1.65×105J(3)200Ω、60℃ 【解析】(1)由电路图知:衔铁被吸下时,R1、R2并联, 由并联电路的特点知: 电路总电阻 答:衔铁被吸下时,加热电路的总电阻是22Ω. (2)由电路图知,保温状态下:R2、R3、R串联, 10min加热电路产生的热量 10分钟内热水器散失的热量 ; 答:10分钟内热水器散失的热量是1.65×105J. (3)由由图2可知,热敏电阻的最小值是R=200Ω, 当R最小,控制电路中的电流不超过最大值时,保护电阻R0阻值最小, 由得:保护电阻R0的最小值, 由题意知,衔铁刚好被吸下时,电路电流I=10mA=0.01A, 此时电流总电阻, 此时热敏电阻R=R总﹣R0=600Ω﹣200Ω=400Ω, 由图2可知,此时水温为为60℃. 答:保护电阻R0的阻值至少为200Ω, 衔铁刚好被吸下时储水箱中水温是60℃.  
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寒冷的冬天,小明给住在农村的奶奶买了一个如图15所示的“暖手宝”,铭牌如表1所示,请回答下列问题:

(1)该“暖手宝”正常工作时通过的电流和电阻各是多少?

(2)该“暖手宝”正常工作3分钟产生的热量是多少?

(3) 小明奶奶家离变电站较远变电站输出的电压为220V),输电导线的总电阻为11Ω,当小明在奶奶家断开其它用电器只使用该“暖手宝”时,“暖手宝”消耗的实际功率是多少?(小数后面保留一位小数,不考虑温度对电阻的影响)

 

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2010年6月1日,我国对空调产品实行新的能效国家标准,将能效分为1、2、3三个等级,等级1表示产品最节能,等级2表示产品比较节能,等级3表示产品的能效为我国市场的平均水平。如图所示为A、B两台家用空调的能效标识。

(1)按照图中所给的输入功率,求出空调A在220V电压下工作时的电流大小?

(2)若每台空调一年均使用1000h,求出使用一年,空调A比空调B节约多少电能?这些电能可供一盏额定功率为40W的日光灯正常工作多长时间?

 

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小华在探究“小灯泡发光时的亮度与电功率的关系”的实验中,所用的电源电压是4V,小灯泡的额定电压是2.5V,小灯泡两端允许加的最大电压为额定电压的1.2倍。

(1)请将图的实验电路连接完整。后画出对应分电路图__________

(2)小华连接的电路中,电流表接的是大量程,滑动变阻器的滑片滑到了阻值最大端。在检查电路连接正确后,小明又进行了实验操作,并根据观察到的实验现象将电流表从大量程改为小量程。则他进行了怎样的实验操作?观察到什么实验现象?

实验操作:____________________。实验现象:__________________________

(3)实验中,观察到小灯泡开始发光时,电压表的示数是0.5V。关于电压测量点的选择有如下三种方案。应该选用_______方案。

甲:1.0V 2.0V 3.0V  乙:1.0V 2.5V 4.0V  丙:0.5V 1.0V 1.5V  丁: 2.0V 2.5V 3.0V

(4)小刚在做该实验时,用数量和规格均满足实验要求的定值电阻代替了滑动变阻器。请分析说明用定值电阻代替滑动变阻器做实验的两点不足。①、_____________________;②、________________

(5)小金同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图所示的图象.根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是________瓦.该图象不是直线,主要原因是_______________

(6) 小力受此实验启发,想测定电动自行车上用作照明的LED(发光二极管)额定功率.在老师的帮助下通过实验得到该LED的电流电压图象如图丙所示,查阅资料知道该LED的额定电压为3V,结合图象可得该LED的额定功率为________W.小明进一步发现,在额定电压下工作时,LED比小灯泡亮,请对此现象作出解释_____________________________

 

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小明用如图所示的电路探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”如图是小明未完成连接的实验电路。

1)电压表应选择____的量程;现要求滑动变阻器滑片向左移动时,电流表示数增大。请你按照对电压表量程的选择和对滑动变阻器连接的要求,用笔画线代替导线,完成如图中实验电路的连接________

2小明按要求正确连接电路后,闭合开关,发现电压表指针偏转到满刻度的位置。其原因可能是__________________。(写出一个)

3)小明在实验中通过调节滑动变阻器滑片,测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值,如下表所示。

①请根据表中数据在如图中画出电阻RUI关系图像__________

②小明在实验中所用电阻R的阻值为________Ω;当通过的电流为0.5A时,电阻R 消耗的电功率为________W

4)如果将实验电路中的电阻R更换成一个额定电压为3.8V、阻值约为10Ω的小灯泡后,要进行“测量小灯泡的额定电功率”的实验,则对实验电路还必须进行怎样的改动:_______________

 

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小明用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡电阻,图乙是小明未完成连接的实验电路。

(1)请你按照电路图,用笔画线代替导线,完成图乙中实验电路的连接________

(2)小明将电路连接正确后,闭合开关,调节变阻器的滑片,使小灯泡刚好正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,电流表的读数是___________A,小灯泡的阻值是____________Ω(小数点后保留一位);

(3)当电压值改变的时候,小灯泡的阻值____________(选填“变化”或“不变”);

(4)小明又想测某未知电阻Rx的阻值,设计了如图所示电路(R0为已知阻值的定值电阻),并设计了如下实验步骤,请帮他把缺少的步骤补全,并写出Rx的表达式。

实验步骤:

A.按照设计的电路图连接电路____________

B.断开S2、闭合S1记录电流表示数为I1

C._________________________________

表达式:Rx =___________________(用已知和测量的物理量的符号表示)

 

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