2023年3月27日是第28个全国中小学生安全教育日,某校开展了安全创意设计比赛活动,物理兴趣小组利用磁性开关S2设计了烟雾报警与自动喷淋联动模拟系统,当烟雾达到一定浓度时触发自动报警喷淋,防范火灾发生。图甲为该模拟系统示意图,Rc为气敏电阻。控制电路中的电流I控≥0.02A时,磁性开关S2动触片被电磁铁吸引与触点a接触,安全指示灯L熄灭,报警喷淋系统同时工作;控制电路中的电流小于0.02A时,动触片被释放,与触点b接触,安全指示灯亮,报警喷淋系统停止工作。已知控制电路电源电压U控大小可调节,电磁铁线圈电阻不计,气敏电阻Rc的阻值与烟雾浓度C的关系如图乙所示,R0为定值电阻。工作电路电源电压U=36V,报警电铃标有“36V 18W”字样。
(1)安全指示灯L标有“0.9W 10Ω”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响),要使灯L正常工作,则保护电阻R′的阻值为多大?
(2)报警电铃响时电流表示数为2.5A,喷淋系统工作20s消耗的电能是多少?
(3)通过调节U控大小,可改变该装置对烟雾探测的灵敏度。调至U控1时,触发报警喷淋的最低烟雾浓度C1=8%,电阻R0的功率为0.012W,控制电路消耗的总功率为P控1;将电压增大调至U控2,触发报警喷淋时的最低烟雾浓度为C2,控制电路消耗的总功率为P控2,P控1∶P控2=25∶31,求U控1、U控2和C2的大小。
(1)安全指示灯L标有“0.9W 10Ω”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响),要使灯L正常工作,则保护电阻R′的阻值为多大?
(2)报警电铃响时电流表示数为2.5A,喷淋系统工作20s消耗的电能是多少?
(3)通过调节U控大小,可改变该装置对烟雾探测的灵敏度。调至U控1时,触发报警喷淋的最低烟雾浓度C1=8%,电阻R0的功率为0.012W,控制电路消耗的总功率为P控1;将电压增大调至U控2,触发报警喷淋时的最低烟雾浓度为C2,控制电路消耗的总功率为P控2,P控1∶P控2=25∶31,求U控1、U控2和C2的大小。
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更新时间:2023-06-19 17:43:40
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【推荐1】空气炸锅,因其烹制食物脂肪含量低,美味酥脆,无油烟味,深受广大市民青睐。如图甲所示,为某品牌空气炸锅,其发热元件为两个电阻:,。额定工作电压为220V,内部电路可简化为图乙所示电路,单刀双掷开关可以在a、b两点切换,空气炸锅有高、中、低三个档位。
(1)低温档正常工作时,求两端电压。
(2)高温档正常工作时,求电路中消耗的总功率。
(3)若用此空气炸锅加工薯条,原料薯条温度为20℃,炸熟至少需要达到170℃,求一次炸熟200g薯条需要吸收的热量。c薯条取
(4)若用电高峰期是电压为200V使用空气炸锅高温档完成以上烹制,求烹制一次薯条需要的时间。
(1)低温档正常工作时,求两端电压。
(2)高温档正常工作时,求电路中消耗的总功率。
(3)若用此空气炸锅加工薯条,原料薯条温度为20℃,炸熟至少需要达到170℃,求一次炸熟200g薯条需要吸收的热量。c薯条取
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【推荐2】一天,小明注意到家中的灯泡比平时亮,猜想可能是电压超过了220V,但家中没有电压表怎样才能证实自己的猜想是正确的呢?小明冥思苦想,终于想出了方法,他做了如下实验:关闭家中其他所有用电器,只开了一盏“220V,100W”的电灯,观察到家中标有“3000r/kW•h”字样的电能表在20min内转盘转了121转.求:
(1)这盏电灯的电阻多大?
(2)这盏电灯在20min内,消耗的电能是多少?
(3)小明家此时的实际电压是多少?
(1)这盏电灯的电阻多大?
(2)这盏电灯在20min内,消耗的电能是多少?
(3)小明家此时的实际电压是多少?
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(0.4)
【推荐3】某电热水器具有加热和保温功能,其工作原理如图甲所示,控制电路中的电磁铁线圈电阻不计,R为热敏电阻,其阻值随温度变化的规律如图乙所示,电源电压U1恒为6V,当线圈中的电流I>8mA时,衔铁被吸下,加热电路接通;当线圈中的电流I≤8mA时,电磁铁不能吸引衔铁,保温电路接通,热敏电阻R和工作电路中的电阻丝R1、R2,均置于储水箱中,U2=220V,加热功率3000W,加热效率为90%,保温功率200W,水的比热容为4.2×10³J/(kg·℃)。
(1)若保护电阻R0为200Ω,则热水器刚开始保温时水的温度是________ ℃;若要使热水器刚开始保温时的温度降低一些,采取的措施是__________ (写一条即可)。
(2)电阻丝R1、R2的阻值分别为________ 欧姆?
(3)该热水器在加热状态下,将60kg、20℃的水加热到 50℃需要______ s。
(1)若保护电阻R0为200Ω,则热水器刚开始保温时水的温度是
(2)电阻丝R1、R2的阻值分别为
(3)该热水器在加热状态下,将60kg、20℃的水加热到 50℃需要
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真题
【推荐1】如图甲是家用电暖器,利用电热给煤油加热取暖。图乙为其简化的电路原理图,已知电阻R1>R2,铭牌见下表。在电暖器跌倒时,跌倒开关S自动断开,切断电源,保证安全。电暖器有“高温挡”、“中温挡”和“低温挡”三个挡位,解答下列问题:
已知c煤油=2.1×103J/(kg•℃),ρ煤油=0.8×103kg/m3
(1)煤油温度升高20℃时,吸收了多少焦耳的热量?
(2)电暖器在中温挡时,正常工作的电流为多少?
(3)R1的阻值为多少?(写出文字说明)
额定电压 | 220V |
煤油体积 | 25L |
功率选择 | 1600W/1100W/500W 三档可调 |
操作方式 | 手动 |
(1)煤油温度升高20℃时,吸收了多少焦耳的热量?
(2)电暖器在中温挡时,正常工作的电流为多少?
(3)R1的阻值为多少?(写出文字说明)
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【推荐2】小明家在不远处施工,临时用导线将电水壶接入家中电能表,如图所示。电水壶的规格为“220V 1210W”,当电路中使用电水壶烧水时,电能表的铝盘转动110r,用时120s。导线和电水壶的电阻不随温度变化。
(1)求电水壶的电阻;
(2)求导线的电阻;
(3)电水壶烧水时导线上产生的热量。
(1)求电水壶的电阻;
(2)求导线的电阻;
(3)电水壶烧水时导线上产生的热量。
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解题方法
【推荐3】某电热水器的额定电压为220V,有加热和保温两个挡位。保温挡的电功率为550W,加热挡的功率为1650W,其内部电路由发热电阻和组成,其中S2是温控开关,其简化电路如图所示。某次该热水器在额定电压下正常工作1h,先给热水器内的水加热到预定温度然后开始保温,消耗的总电能为。,求:
(1)R1的阻值是多少?
(2)在这次工作中消耗的电能是多少?
(3)在这次工作过程中,加热挡工作时将20kg、初温为20℃的水加热至50℃,这些水吸收了多少热量?该电热水器在加热过程中的效率是多少?(结果保留到)
(1)R1的阻值是多少?
(2)在这次工作中消耗的电能是多少?
(3)在这次工作过程中,加热挡工作时将20kg、初温为20℃的水加热至50℃,这些水吸收了多少热量?该电热水器在加热过程中的效率是多少?(结果保留到)
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【推荐1】某展览厅为保护展品,在屋顶采用光敏材料设计了调光天窗,当外界光照较强时,启动电动卷帘适时调整进光量;当外界光照较弱时,自动启动节能灯泡予以补光。调光天窗的电路原理如图所示,控制电路电源电压U1=12V,工作电路电源电压U2=220V,R2为定值电阻,P为电磁铁,其线圈电阻约10Ω,当电流达到60mA时刚好能吸合衔铁,使电动卷帘工作。R1为光敏电阻,其阻值与光照强度之间的关系如下表所示。
(1)工作电路中的L代表安装在展厅内的20盏“220V 10W”的节能灯,这些灯同时正常发光4小时,耗电多少千瓦时?
(2)当外界光照强度达到1.0cd时,电动卷帘便开始工作,R2的阻值是多少?
(3)当电阻R2消耗的电功率为0.7W时,外界光照强度是多少?
(4)为了节能,需要在光照强度更弱时才能启动节能灯照明,请结合公式说明如何更换电阻R2?
光照强度E/cd | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 3.5 |
光敏电阻R1/Ω | 120 | 90 | 70 | 58 | 48 | 40 |
(2)当外界光照强度达到1.0cd时,电动卷帘便开始工作,R2的阻值是多少?
(3)当电阻R2消耗的电功率为0.7W时,外界光照强度是多少?
(4)为了节能,需要在光照强度更弱时才能启动节能灯照明,请结合公式说明如何更换电阻R2?
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(0.4)
解题方法
【推荐2】有一种电加热恒温箱,工作原理如图1所示。控制电路由电压为U1=9V的电源、开关、电磁继电器(线圈电阻不计)、电阻箱R0和热敏电阻R1组成;工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为R2=44Ω的电热丝组成。其中,电磁继电器只有当线圈中电流达到60mA时,衔铁才吸合,切断工作电路;热敏电阻 R1的阻值随温度变化关系如图2所示。
(1)求电热丝工作时的功率和在10min内产生的热量;
(2)如果恒温箱的温度设定为50℃,求电阻箱R0应接入电路的阻值;
(3)若要提高恒温箱的设定温度,电阻箱R0接入电路的阻值应调大还是调小?简要说明理由。
(1)求电热丝工作时的功率和在10min内产生的热量;
(2)如果恒温箱的温度设定为50℃,求电阻箱R0应接入电路的阻值;
(3)若要提高恒温箱的设定温度,电阻箱R0接入电路的阻值应调大还是调小?简要说明理由。
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(0.4)
名校
解题方法
【推荐3】如图所示,某同学设计的电加热器具有高、低温切换功能,切换时,电磁继电器内的电流均为20mA。已知该电加热器工作电压U1=220V,控制电路电压U=6V,电热丝R1=44Ω、R2=2156Ω,定值电阻R0=600Ω,R为热敏电阻,电磁继电器线圈电阻不计。
(1)由题意可知,热敏电阻R的阻值随着该加热器内温度升高而__ ;
(2)该加热器高温加热时,消耗的电功率为多少__ ?
(3)高、低温切换过程中,热敏电阻R的阻值变化范围为多少__ ?
(4)若要给电路加一个保温工作指示灯,则指示灯应该接在图中__ 位置(选填“甲”或“乙”),且该灯的电阻相对于R2来说要较__ 。
(1)由题意可知,热敏电阻R的阻值随着该加热器内温度升高而
(2)该加热器高温加热时,消耗的电功率为多少
(3)高、低温切换过程中,热敏电阻R的阻值变化范围为多少
(4)若要给电路加一个保温工作指示灯,则指示灯应该接在图中
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