我们在进行电学实验时,需要注意灯泡的安全使用和电路安全.现有两只白炽灯L1“12V 12W”和L2“18V 9W”.(不考虑温度对灯丝电阻的影响)
(1)若把灯泡L1和L2并联起来接到某一电源上,为了使灯泡安全工作,电源最大电压为多少伏?此时通电5min,流过灯泡L2的电流做了多少功?
(2)若把灯泡L2与一个滑动变阻器串联制作成一个调光台灯,现有一个24V的电源和三个不同型号的滑动变阻器,分别为“10Ω 1A”、“20Ω 0.5A”、“50Ω 0.2A”,要让电路安全工作,请你通过计算说明应该选用哪一个滑动变阻器.
小杨家新装了电辅式太阳能热水器,如图是内部水箱的结构示意图。R的阻值为30Ω。
Sl是自动温控开关:水温低于20℃时闭合,电阻R开始加热;当水温高于60℃时自动断开。
A、B是水箱中两个相同的实心圆柱体,体积均为500cm3,重力均为9N, 悬挂在水箱顶部的压力传感开关S2上。当水面下降后S2受到竖直向下的拉力达到16N时闭合,电动水泵M开始向水箱注水;当水面上升后拉力小于等于10N时,S2断开,电动水泵M停止注水。
请计算:(细绳的质量和体积、导线和电阻的体积均忽略)
(1)水箱内有50kg水,夜晚在辅助加热系统正常工作下,10min内共吸收了8.4×105J的热量,求该状态下热水器的能量利用效率。(结果精确到0.1%)
(2)正常情况下水箱中水面最高时,A浸入水中的体积多大?
用如图所示的滑轮组从15m深的水池中(水池面积很大,达几百平方米)提起底面积为200cm2,高2m的圆柱形实心物体,已知该物体的密度为2.5×103kg/m3,物体以0.2m/s的速度被匀速提起,力F作用的绳子所能承受的最大拉力为350N,(不计摩擦及滑轮重)问:
(1)物体浸没水中时受到的浮力是多大?
(2)在物体未露出水面的过程中,绳子自由端的拉力的功率是多大?
(3)物体匀速提起时,经多长时间绳子被拉断?
如图所示,电热水器有加热和保温两种状态(由机内温控开关S2自动控制),其铭牌技术参数如表中所示.
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(1)求电阻R1、R2的阻值分别是多少?
(2)利用原有电路元件,设计出另一种能够实现加热和保温两种工作状态的实用电路(由机内温控开关S2自动控制)。画出设计的电路图,算出加热时的总功率。小雯设计了一个测量物体重力的“托盘秤”,如图是原理示意图,其中的托盘用来放置被测物体,OBA是可绕O点转动的杠杆,R1是压力传感器(其电阻值会随所受压力大小变化而变化,变化关系如下表),R0为定值电阻,为显示重力大小的仪表(实质是一个量程为0—3V的电压表)。已知OB:OA=1:2,R0=100Ω,电源电压恒为3V(忽略托盘、杠杆及压杆的重力)。
压力F/N |
0 |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
电阻R1/Ω |
300 |
250 |
200 |
150 |
100 |
50 |
0 |
(1)托盘上没放物体时,压力传感器R1的电阻值是多大?
(2)当托盘上放被测物体时,电压表的示数如图所示,则此时压力传感器上的电压是多少?
(3)第(2)小题中被测物体的重力是多少?
如图甲所示是小华同学设计的一种测定油箱内油量的装置,其中R0为定值电阻,R为压敏电阻,其阻值随所受压力变化的图像如图乙所示。油量表由量程为0~3V的电压表改装而成。已知油箱重80N,压敏电阻R能够承受的最大压力为800N,电源电压保持6V不变。
(1)若压敏电阻与油箱的接触面积是4×10-4m2,则压敏电阻能承受的最大压强为多少Pa;
(2)此油箱最多可装多少kg的油;(g=10N/kg)
(3)若压敏电阻受到最大压力时,电压表的示数达到最大值,则定值电阻R0的阻值为多少Ω。