小明想利用物理课所学知识制作一个像如图1所示的温奶器,温奶器由一个控制电路和一个工作电路组成,当温度达到45℃时,衔铁被弹开停止加热。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/4/8c4b2b3b-9ba1-4b3b-b94d-29e0dbeb739c.png?resizew=727)
(1)已知热敏电阻Rx随温度的变化如图2所示,控制电路的电压为4.5V。此时控制电路的最大电流是___________ A(电磁铁线圈电阻不计);
(2)工作电路电压是220V,加热电阻R0阻值为484Ω。则温奶器的加热功率是多少?___________
(3)在使用过程中根据实际情况,需要在原电路基础上再添加一个50W的保温功能。请设计电路图,画在图4的虚线框内___________ ,并计算出所加电阻R的阻值;___________
(4)要使200mL奶的温度由20℃加热至40℃,至少需要多长时间___________ 。[ρ奶=1.02g/cm3,c奶=2.5×103J/(kg·℃)]
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(3)在使用过程中根据实际情况,需要在原电路基础上再添加一个50W的保温功能。请设计电路图,画在图4的虚线框内
(4)要使200mL奶的温度由20℃加热至40℃,至少需要多长时间
更新时间:2024-03-04 18:06:01
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【推荐1】生活用电离不开物理,在用电高峰时,我们会发现家庭电路中的白炽灯比正常发光时要暗一些,同学们在学习了电学知识后,对这一现象进行了调查研究。如图所示,供电电源的电压始终保持230V不变,已知输电线的电阻为10欧姆,用户得到的电压是220V。求:
(1)若家庭电路中都是标有“220V,11W”的白炽灯,有多少盏灯在正常工作;
(2)用电高峰时,若输电线中的电流为2A,则标有“220V,11W”的白炽灯的实际功率;
(3)请你说明为什么用电高峰时,白炽灯比正常发光时要暗一些。
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真题
解题方法
【推荐2】为判断短跑比赛是否抢跑,某兴趣小组设计了如图“抢跑自动指示”电路。其工作原理是:当运动员蹲在起跑器上后,先闭合S;发令时闭合S1,发令指示灯亮;运动员起跑后,装在起跑器上的压敏电阻R0因受到压力减小,其电阻改变,电磁铁线圈中的电流明显变大,S2被吸引而闭合,起跑器指示灯亮。若起跑器指示灯比发令指示灯先亮,表示运动员抢跑。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/19/ac3f6dd5-426e-450a-a243-061ad6ef833b.png?resizew=301)
(1)当S1处于断开状态时,闭合S,若压敏电阻阻值变小,电磁铁的磁性强弱如何变化?__________________
(2)已知发令控制电路电源电压U=6伏,电磁铁线圈的电阻不计。若运动员起跑后,压敏电阻R0的阻值为30欧,S和S1仍处于闭合状态,电磁铁线圈中的电流为0.25安,计算此时发令指示灯的功率;_______
(3)压敏电阻通常有两种类型:A. 阻值随压力增大而增大; B. 阻值随压力增大而减小。则该模型的压敏电阻应选择____ 类型,结合电路简要说明理由:_________________ 。
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【推荐3】某型号额定电压为220V的电加热器有高、低两挡,内部电路由发热电阻R1、R2和开关S1组成,其中R1=44Ω,在不拆解内部电路的情况下,小刚用图甲电路对其进行测试:先闭合S,电流表的示数为1A,再闭合S1,电流表的示数变为5A,则 R2的阻值为___________ Ω;小刚又增加了一个单刀双掷开关S2,利用原有元件对该电加热器的内部电路改装,改装后的电路如图乙,要使改装后的电加热器处于高温挡,开关S1和S2的状态应分别是___________ ,改装后高温挡的功率提升___________ %;若只将改装后的电加热器接入电路且高温档正常工作12min,如图丙所示电能表的转盘转过___________ 转,用这些电能来加热水,效率为84%,可使一标准大气压下初温为 20℃的6L水温度升高___________ ℃[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]。
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【推荐1】如图某品牌电烤箱主要由密封式电热元件、金属加热管、散热片、温控元件、电源开关、储水箱,指示灯等部分构成,共有三个挡位,蒸汽模式适用于鱼、蔬菜等。蒸汽模式下,建议将食材放在蒸汽篮中,温度设置为100℃左右。上下火模式是电烤箱的基本模式,适用于烤制蛋糕、饼干、面包、肉类等,建议放在烤箱中层,温度设置为180℃左右。烤箱模式是适用于鸡翅、薯条、烧烤等,需要将食材平铺在烤盘上,放在烤箱中层,温度设置为200℃左右。储水箱中预存0.5kg的水。其简化电路如图甲所示,R1、R2均为加热电阻,R1<R2,可通过旋转开关实现三挡位切换。相关参数如表所示,求:
(1)当旋钮接cd时为蒸汽模式,请分析旋钮接___________ 时为上下火模式,此模式的功率为多少?____
(2)蒸汽模式下,可在4min内将储水箱中预存的水从20℃加热至沸腾(一个标准大气压下),求此过程中电烤箱加热的效率是多少?____
(3)如果仅将烤箱模式功率减小为1400W,可将某一电热丝,接入腔体外部电路的___________ (选填“A”、“B”或“C”)点,该电热丝的电阻应为多少Ω?____
额定电压 | 220V |
烤箱模式功率 | 1800W |
上下火模式功率 | W |
蒸汽模式功率 | 800W |
(2)蒸汽模式下,可在4min内将储水箱中预存的水从20℃加热至沸腾(一个标准大气压下),求此过程中电烤箱加热的效率是多少?
(3)如果仅将烤箱模式功率减小为1400W,可将某一电热丝,接入腔体外部电路的
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【推荐2】如图甲为常用的电热饮水机,其电路原理如图乙所示,该饮水机的额定电压为220V,加热电功率为1100W,保温电功率为44W,R1、R2均为电热丝 (R1、R2的电阻不随温度变化),请问:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/3/09a08b3d-9f9d-44ab-8478-fc1456ca94ef.png?resizew=180)
(1)当S闭合时,饮水机处于 (选填“加热”或“保温”)状态,此时电路中的电流是多大?
(2)电热丝R1的电阻是多大?
(3)饮水机加热工作时,将0.5千克初温为20℃的水加热到97℃,需要多长时间?(假设电能全部转化为水的内能)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/3/09a08b3d-9f9d-44ab-8478-fc1456ca94ef.png?resizew=180)
(1)当S闭合时,饮水机处于 (选填“加热”或“保温”)状态,此时电路中的电流是多大?
(2)电热丝R1的电阻是多大?
(3)饮水机加热工作时,将0.5千克初温为20℃的水加热到97℃,需要多长时间?(假设电能全部转化为水的内能)
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解题方法
【推荐3】2022年12月,准东至皖南±0千伏特高压直流输电工程获国家优质工程金奖。
(1)电能属于______ (选填“一次”或“二次”)能源。电能传输过程中在输电线路上会产生大量的能量损耗,若保持输电功率不变时,输电线路上损耗的功率与输电电压的平方成______ (选填“正比”或“反比”)。输电过程中损耗的电能转化成了______ 能;(传输过程中输电线路电阻可以认为不变)
(2)据国家电网数据统计,2022年国家电网特高压累计输送电能达28346.11亿kW⋅h。这些电能若由一个装机容量为100万千瓦的发电发电,约工作______ (选填“30多”、“300多”或“3000多”)年才能完成。安全用电常识告诉我们不能靠近特高压输电设备,否则容易发生______ (选填“电弧”或“接触”)触电;
(3)特高压输电为直流输电且输电电流非常稳定。在输电导线周围会产生______ 场,______ (选填“会”或“不会”)产生电磁波。为了防止导线互相鞭击,在特高压输电中使用了如图所示的阻尼式间隔棒。阻尼式间隔棒在其活动部件内嵌进耐磨橡胶垫,利用胶垫的阻尼来消耗导线振动能量,进而对导线振动产生阻尼作用。阻尼式间隔棒属于______ (选填“绝缘体”“半导体”、“导体”)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/10/10/95d37ad3-51bc-45db-adbc-5aca67c85d00.png?resizew=173)
(1)电能属于
(2)据国家电网数据统计,2022年国家电网特高压累计输送电能达28346.11亿kW⋅h。这些电能若由一个装机容量为100万千瓦的发电发电,约工作
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(0.4)
名校
解题方法
【推荐1】在某次科技活动中,王老师给同学们展示一个如图甲所示的黑盒子,绝缘外壳上有A、B、C三个接线柱。王老师告诉同学们,盒内电路由两个定值电阻连接而成。小山同学设计了如图乙所示的电路来研究盒内电阻的连接情况及其电功率。已知电源电压恒定不变,R0是阻值为2Ω的定值电阻,R1是滑动变阻器。小山进行了如下的实验操作:
(Ⅰ)把BC两个接线柱接到MN之间,只闭合开关S,将R1的滑片移至最左端时,电压表示数为1.8V,电流表示数为0.6A;
(Ⅱ)用导线把AC连接起来,再将AB接线柱接入MN之间,闭合开关S和S1,此时电流表的示数为1.5A;
(Ⅲ)把AC两个接线柱接到MN之间,只闭合开关S,小山发现将R1的滑片从某位置移至最左端或最右端时,电压表的示数均变化了0.36V,电路的总功率均变化了0.12W。
(1)请根据操作(Ⅰ)求出黑盒子BC间的电阻;
(2)在操作(Ⅱ)中,求黑盒子工作100s消耗的电能;
(3)①请画出黑盒子内的电路图,并标明各电阻的阻值;
②小山接下来继续进行研究,他将AB两个接线柱接到MN之间,只闭合开关S。移动R1的滑片,黑盒子的电功率会随之变化,求此过程中黑盒子的电功率的变化范围(除不尽的结果保留2位小数)。
(Ⅰ)把BC两个接线柱接到MN之间,只闭合开关S,将R1的滑片移至最左端时,电压表示数为1.8V,电流表示数为0.6A;
(Ⅱ)用导线把AC连接起来,再将AB接线柱接入MN之间,闭合开关S和S1,此时电流表的示数为1.5A;
(Ⅲ)把AC两个接线柱接到MN之间,只闭合开关S,小山发现将R1的滑片从某位置移至最左端或最右端时,电压表的示数均变化了0.36V,电路的总功率均变化了0.12W。
(1)请根据操作(Ⅰ)求出黑盒子BC间的电阻;
(2)在操作(Ⅱ)中,求黑盒子工作100s消耗的电能;
(3)①请画出黑盒子内的电路图,并标明各电阻的阻值;
②小山接下来继续进行研究,他将AB两个接线柱接到MN之间,只闭合开关S。移动R1的滑片,黑盒子的电功率会随之变化,求此过程中黑盒子的电功率的变化范围(除不尽的结果保留2位小数)。
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐2】如图甲所示是小红家里具有加热和保温功能的电热饮水机,其电路图如图乙所示,
为温控开关,额定电压为
,加热功率为
,保温功率为
,
、
均为加热电阻丝(假设电阻不变),求:
(1)当开关
闭合,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9d43eb0b274e00cbbc4a210da4165042.png)
_________ (选填“断开”或“闭合”)时,饮水机处于保温状态,在保温状态下正常工作
产生的热量是多少_________ ?
(2)电阻丝
的阻值是多少_________ ?
(3)某次小红家中只使用了饮水机,在加热状态下她观察到如图丙所示的电能表上的转盘在
内转了
圈,此时饮水机的实际功率_________ 和实际电压是多少_________ ?
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9d43eb0b274e00cbbc4a210da4165042.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a8260c79d7294a07e910c4d7290fa290.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b50d3a3ae7113e39d03018ee7a98dda4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/12c301c4f6e2e13a57edda231e1048e0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9efc18a5bb2e53586331b2a58538a48b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/19f20f21a9d50b61dac519a3ddab539d.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/21/8d40a72c-7993-4b8b-8b1e-975c1623eef2.png?resizew=254)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/21/d091a52e-f95f-4d29-9ffd-38514e8ef3ab.png?resizew=180)
(1)当开关
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3482b3e788f6069d41ee5a190c7ef1f0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9d43eb0b274e00cbbc4a210da4165042.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b17166d730bec1b4ee345727b42265ff.png)
(2)电阻丝
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9efc18a5bb2e53586331b2a58538a48b.png)
(3)某次小红家中只使用了饮水机,在加热状态下她观察到如图丙所示的电能表上的转盘在
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/310da1c72c1c3c9bcdf22ed9840a1113.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3b3779b4ea5477aebfe85113b0de1d60.png)
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(0.4)
名校
解题方法
【推荐3】多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能,深受市场认可和欢迎.图乙是某品牌养生壶简化电路图.(ρ水=1×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃),g=10N/kg)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/4/29/2192960368861184/2199481617842176/STEM/40d5c8f0-42a5-42a0-b7a5-033bd11151f5.png?resizew=236)
(1)开关S1、S2处于什么状态,养生壶为高温档,说明判断依据.
(2)养生壶处于低温档工作时,求电路中的电流大小.
(3)求R1的阻值.
(4)在标准大气压下,使用高温档将初温是12℃的一壶水烧开,若养生壶高温档加热效率为80%,求水吸收的热量和烧开一壶水需要的时间.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/4/29/2192960368861184/2199481617842176/STEM/40d5c8f0-42a5-42a0-b7a5-033bd11151f5.png?resizew=236)
项目 | 参数 |
电源电压(V) | 220 |
低温档功率(W) | 275 |
中温档功率(W) | 550 |
高温档功率(W) | 1100 |
容积(L) | 1 |
(2)养生壶处于低温档工作时,求电路中的电流大小.
(3)求R1的阻值.
(4)在标准大气压下,使用高温档将初温是12℃的一壶水烧开,若养生壶高温档加热效率为80%,求水吸收的热量和烧开一壶水需要的时间.
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(0.4)
名校
解题方法
【推荐1】如图甲为一恒温水箱电路结构示意图,包括控制电路和工作电路两部分控制电路:电源电压恒为12V,R1为热敏电阻(置于水箱中),阻值随温度变化的关系如图乙所示,R0为滑动变阻器,线圈电阻不计,线圈中电流大于0.2A时,衔铁被吸下;工作电路:R2为电热器,上面标有“220V,1000W”的字样,L1、L2为红、绿指示灯,其额定电压均为220V。【c水=4.2×103J/(kg⋅℃)】
(1)由图甲可知,停止加热时___ 灯发光;
(2)为了使水箱内温度保持在60℃(水温低于60℃时电热器工作,高于60℃时停止加热)滑动变阻器接入电路阻值应为多少_____ ;
(3)水箱内装有质量为6kg、温度为20℃的冷水,电热器正常工作20min后自动停止加热,求电热器的加热效率为多少_____ 。
(1)由图甲可知,停止加热时
(2)为了使水箱内温度保持在60℃(水温低于60℃时电热器工作,高于60℃时停止加热)滑动变阻器接入电路阻值应为多少
(3)水箱内装有质量为6kg、温度为20℃的冷水,电热器正常工作20min后自动停止加热,求电热器的加热效率为多少
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/12/2/2346682362650624/2406057567682560/STEM/2271ac33-9539-4be4-8583-67e363626982.jpg?resizew=467)
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐2】为了节能减排,学校办公室引进了一批新型的智能空调,如图是其电路原理图,其中R是热敏电阻,其阻值随温度的变化关系如下表所示,电磁继电器的线圈电阻为100Ω,R0阻值为200Ω,控制电路的电源电压为16 V,工作电路中空调的额定功率为2000W。当控制电路中的电流小于某个值时,继电器的衔铁被释放,工作电路正常工作。
(1)电磁继电器中电磁铁的原理是_______ 。随着温度的升高,热敏电阻的阻值___________ (选填“增大”“减小”或“不变”),电磁铁的磁性 ___________ (选填“增强”“减弱”或“不变”);
(2)工作电路中一台空调正常工作一天,消耗的电能是多少焦_________ ?(一天取8小时)
(3)学校要求夏天室内的温度不能低于26℃,则继电器设定的吸合电流为多少毫安_________ ?
(4)如果保持(3)中的吸合电流不变,要求设定的最低温度更高,请你提出一种可行的方案_________ 。
温度/℃ | 20 | 22 | 24 | 26 | 28 | 30 |
电阻R/Ω | 300 | 360 | 420 | 500 | 600 | 720 |
(2)工作电路中一台空调正常工作一天,消耗的电能是多少焦
(3)学校要求夏天室内的温度不能低于26℃,则继电器设定的吸合电流为多少毫安
(4)如果保持(3)中的吸合电流不变,要求设定的最低温度更高,请你提出一种可行的方案
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/1/d710ac05-08ae-4ba5-8b46-8bcc7ddf4e74.png?resizew=170)
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综合题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】如图甲为一款“智能照明灯”的电路,当光照足够强时,灯L不工作,当光照强度变小,继电器线圈中电流为0.2A时,工作电路刚好启动。控制电路中电源电压为6V,定值电阻
,
为光敏电阻,其阻值随光照强度(单位符号:cd)变化的规律如图乙所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/11/29/2603481920233472/2605528426340352/STEM/b47332df-4f2e-4e7f-ae70-cfdf55635d67.png)
(1)电磁继电器是利用电流的______ 效应工作的,工作电路中导线
端应连接照明电路的 ______ (选填“火线”或“零线”);
(2)求出当光照强度变小,工作电路刚好启动时的光照强度为多少cd______ ?(电磁铁线圈的电阻忽略不计)
(3)若要光照强度为40cd时,工作电路刚好启动,并且启动时线圈中的电流保持不变,则应调整
的电阻为 ______
;
(4)长时间使用后,控制电路中的电源电压将降低,若工作电路刚好启动时线圈中的电流保持不变,则会______ (选填“缩短”或“延长”)灯L的发光时间。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/85e825c162fd3f7af9cd2705381887eb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4aa0df7f1e45f9de29e802c7f19a4f64.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/11/29/2603481920233472/2605528426340352/STEM/b47332df-4f2e-4e7f-ae70-cfdf55635d67.png)
(1)电磁继电器是利用电流的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0a6936d370d6a238a608ca56f87198de.png)
(2)求出当光照强度变小,工作电路刚好启动时的光照强度为多少cd
(3)若要光照强度为40cd时,工作电路刚好启动,并且启动时线圈中的电流保持不变,则应调整
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be9b4a83b9aebebf29de0c4406ebf894.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0047f659c182291c84c224df6b5e993f.png)
(4)长时间使用后,控制电路中的电源电压将降低,若工作电路刚好启动时线圈中的电流保持不变,则会
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