科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温水箱温控电路(设环境温度不高于20℃),由工作电路和控制电路组成.工作电路中的电热器上标有“220V 2000W”的字样;控制电路中热敏电阻Rt作为感应器探测水温,置于恒温水箱内,其阻值随温度变化的关系如图乙所示,R1为滑动变阻器.电磁铁产生的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图丙所示,衔铁只有在不小于3N吸引力的作用下才能被吸下.闭合开关S(不计继电器线圈的电阻).
(1)用电热器给恒温箱中100kg的水加热,正常工作20min时,水温由20℃升高到25℃,求电热器的加热效率?
(2)调节滑动变阻器,使R1=280Ω,为了把温度控制在25℃左右,设定在水温低于25℃时自动加热,在水温达到25℃时停止加热,求控制电路中的电源电压U是多少?
(3)设控制电路中电源电压U不变,将水箱中水温由25℃的恒温调节到30℃的恒温,应 (填“增大”或“减小”)滑动变阻器接入电路中的阻值.
随着生活条件的改善,小明家住上了新楼房,新楼使用的是天然气,小明想:将一壶水烧开究竟需要多少天然气呢?他通过实践收集如下数据:水壶里放入2000cm3、20℃的水,大火加热直至沸腾.又在物理书中查到天然气热值为8×107J/m3.[大气压为1标准大气压;c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(1)水壶内装入水的质量为多少?
(2)烧开这壶水,水需要吸收多少热量?
(3)如果小明家天然气炉具的效率是40%,烧开这壶水,天然气需要放出多少热量?对应需要燃烧多少m3的天然气?
某辆小轿车油箱内装有32kg汽油,司机小李驾车沿高速公路到某地旅游,路程为300km.假设轿车是匀速行驶,且受到的阻力为920N.已知汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能,汽油的热值为4.6×107J/kg.
求:(1)汽车到达目的地牵引力所做的功;
(2)通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油。
如图所示,容器中装有水,水中有一个木块被细线系着,已知水重200N,水深为0.5m,木块的体积为4dm3,木块的密度为0.6×103kg/m3,试求:
(1)水对容器底面的压强是多少?木块受到的浮力是多大?
(2)若绳子断了,最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力为多大?此时水对容器底的压强比第(1)问中的大还是小?(g取10N/kg)
小波班上有一台饮水机,它的铭牌如下表,工作电路如图所示,S0是温控开关,可以自动控制饮水机的加热或保温状态。问:
热水箱容量 |
1.5L |
额定电压 |
220V |
加热功率 |
550W |
(1)将1.5kg的水从20℃加热到90℃,水吸收的热量是多少? [c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(2)饮水机在加热状态下正常工作15min,消耗的电能是多少?
(3)若在保温状态下,饮水机消耗的功率是44W,则R2的阻值是多少?
小明用如图所示的滑轮组,在10s钟内将质量为60kg的物体A匀速提升了2m。已知绳子自由端所用的拉力为200N。请计算出与此题相关的任意四个物理量(g取10N/kg)。