在学校创新比赛中,小亮同学设计了一个多档位的家用电热水器。图甲是他设计的电热水器的工作电路图,图中R1和R2是两根电热丝。他设计的换档开关如图乙所示,换档开关内有一块绝缘圆盘,在圆盘的边缘共有10个金属触点(在图乙中用“○”表示,“○”中标有1、2、3、4编号,编号相同的触点已用导线连接);旋钮可以绕中心轴O转动,两端各有一个金属滑片,转动旋钮可以将相邻的两个触点连通。例如,图乙中,旋钮上的箭头指向图中位置D,此时,箭头一端的金属滑片将1、2两触点连通,同时另一端的金属滑片也将3、4两触点连通。当旋钮上的箭头指向A、B、C、D不同位置时,可以实现四档加热功率。他设计的四档加热功率如下表所示:
加热档位 |
1 |
2 |
3 |
4 |
加热功率/W |
1100 |
|
440 |
|
(计算结果若除不尽,均保留一位小数)
(1)如果要实现旋钮沿某个方向转动时,加热功率依次递减或递增,请写出旋钮上的箭头分别指向A、B、C、D四个位置时,各对应加热功率的哪一个档位?并画出对应的等效电路图。
(2)电热丝R1和R2的阻值各是多少?
(3)当旋钮在加热档位2和4时,对应的加热功率各是多大?
如图所示,R1=20Ω,R2=10Ω,电源电压保持不变。(1)当S2闭合,S1、S3断开时,R1两端的电压为4V,求电流表的示数和电源电压;(2)当S2断开,S1、S3闭合时,求电流表的示数。
有一款太阳能热水器,铭牌上的部分参数如下图所示。将它安装在阳光充足的水平台面上,并送满水
(1)宿迁地区(晴天)平均每平方米面积上每小时接受的太阳能约为2.8×106J,若该热水器接受太阳能的有效面积为1.5m2,每天日照时间按8h计算,则它在一天中接受的太阳能(E)约为多少?若这些太阳能有60%被热水器中的水吸收,则可使水温升高多少?
(2)若该热水器一天中接受的太阳能由燃烧煤气(q=4.2×107J/kg)来获得,则需要完全燃烧多少千克的煤气?
(3)说出当前在利用太阳能方面所面临的主要困难(可从自然因素或技术因素等方面考虑,说出两点即可)
型号 |
JL-88 |
水容量/(L) |
80 |
自身质量/(kg) |
40 |
用天然气灶烧水,燃烧0.5m3的天然气,使100kg的水从20℃升高50℃.已知,水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值q=7.0×107J/m3.求:
(1)0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q放.
(2)水吸收的热量Q吸.
(3)燃气灶的效率η.
如图所示,用滑轮组匀速提起一个重为350N的物体,物体在10s内竖直上升了1m,人拉绳的力为250N.试问:
(1)人拉绳子做功的功率为多少?
(2)滑轮组的机械效率为多少?
(3)动滑轮重多少?(不计绳重和摩擦)
为锻炼身体,小华利用所学物理知识设计了一个电子拉力计,图甲是原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计,P与R1间的摩擦不计)。定值电阻R0 = 5Ω,a、b是一根长为5cm的均匀电阻丝,阻值R1 = 25Ω,电源电压U=3V,电流表的量程为O~0.6A。则:
⑴当拉环不受拉力时,滑片P处于a端,求此时闭合开关后电流表的示数;
⑵已知该弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F间的关系如图乙所示。闭合开关后,若电流表指针指在0.2A处,求作用在拉环上水平向右的拉力大小。