阅读材料,回答问题。
电热膜是在绝缘的聚酯薄膜表面,用金属导线将经过特殊工艺加工形成的一条条薄的粗细均匀的导电墨线相连,形成的网状结构(如图甲)。相比于传统的金属发热电阻丝,电热膜是以整个膜为加热面,加热更加迅速、温度更加均衡。使用时,只需将两条金属导线接入电源,就能持续发热。电热膜发展潜力巨大,可应用于镜面、地暖、印刷烘干、药物烘干等方面。浴室镜电热膜主要作用是除去镜面的水雾,同时也有浴室辅助加热的作用。加热后能快速除水雾,即使在水雾弥漫的浴室也能清晰看到镜子前的景物。北方冬天寒冷,房屋需要加热取暖,使用电热膜比传统燃煤集中供热,可以减少二氧化碳的排放,有利于实现碳中和目标。
(1)电热膜工作利用电流的______ 效应;
(2)图甲中电热膜的导电墨线是______ 联接入电路的,正常工作时,金属导线上的A、B两处的电流分别为和,则______ IB(选填“>”、“<”或“=”);
(3)若电热膜撕裂了一块,如图乙所示,接入电源时,此电热膜______ (选填“能”或“不能”)继续发热;
(4)镜面布满水雾时无法成像,是因为光发生了______ 反射。加热除水雾时发生的物态变化是______ ;
(5)地暖用电热膜参数如表所示,需要铺设地暖的户型如图丙所示,若在卧室和客厅铺满电热膜,至少需要______ 元(电热膜不可裁切)。由于热传递,房屋的耗热功率约为,耗热功率是指建筑物在单位时间内、单位面积上消耗的热量。卧室内空气每升高需要吸收的热量是,关闭卧室门,将卧室的电热膜通电后,使卧室空气升高需要______ min。(保留整数)
电热膜是在绝缘的聚酯薄膜表面,用金属导线将经过特殊工艺加工形成的一条条薄的粗细均匀的导电墨线相连,形成的网状结构(如图甲)。相比于传统的金属发热电阻丝,电热膜是以整个膜为加热面,加热更加迅速、温度更加均衡。使用时,只需将两条金属导线接入电源,就能持续发热。电热膜发展潜力巨大,可应用于镜面、地暖、印刷烘干、药物烘干等方面。浴室镜电热膜主要作用是除去镜面的水雾,同时也有浴室辅助加热的作用。加热后能快速除水雾,即使在水雾弥漫的浴室也能清晰看到镜子前的景物。北方冬天寒冷,房屋需要加热取暖,使用电热膜比传统燃煤集中供热,可以减少二氧化碳的排放,有利于实现碳中和目标。
(1)电热膜工作利用电流的
(2)图甲中电热膜的导电墨线是
(3)若电热膜撕裂了一块,如图乙所示,接入电源时,此电热膜
(4)镜面布满水雾时无法成像,是因为光发生了
(5)地暖用电热膜参数如表所示,需要铺设地暖的户型如图丙所示,若在卧室和客厅铺满电热膜,至少需要
型号 | 功率/面积 | 效率 | 尺寸 | 售价 |
A | 200元 | |||
B | 380元 |
更新时间:2024-04-21 07:06:04
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【推荐1】图甲是一种常见的电水壶,它的工作原理是:接通电源加热后,水温逐步上升到100℃,水开始沸腾,水蒸气使双金属片变形推动蒸汽开关,从而使电水壶在水烧开后自动断电(下次烧水需重新闭合蒸汽开关)。如果蒸汽开关失效,壶内的水会一直烧下去,直到水被烧干,发热元件温度急剧上升,位于发热盘底部也有一个双金属片开关,会因为热传导作用温度急剧上升,膨胀变形,断开电源。图乙是JYK-09C03A型电热水壶的铭牌;
图丙是它的工作电路图;
图丁是双金属片温控原理图,A为双金属片,由两层不同金属粘合而成,受热时二者膨胀的快慢不同。在未通电和低于预定温度时,双金属片A和静片B上的触点接通,电路正常工作,当温度达到预定温度时,双金属片向左弯曲(温度越高,弯曲程度越大),电路断开。C是调节旋钮,调节它可改变双金属片与静片弹性接触的力度,从而调节双金属片段开的温度;
图戊是传统电水壶用电热丝(实线①)及PTC材料(实线②)的电阻随温度变化的关系图像。若使用PTC加热元件代替电热丝,可以有效防止因为干烧而出现的着火危险。
PTC加热元件的自动控制温度性能是绝对可靠的,它靠的是PTC本体内的电阻变化而控制温度,而不是依靠任何触点控制。所以现在很多高档的电热水壶采用了PTC加热元件:
(1)图甲中的电水壶,是利用_____ 原理对水加热的,其蒸汽开关与双金属片开关应______ (串联/并联)连接;
(2)JYK-09C03A型电热水壶的是传统电水壶,根据它的铭牌和工作电路图,电热丝R1、R2阻值之比是______ ;
(3)关于图丁电水壶中的双金属片,下列说法正确的是______ ;
A.蒸汽开关与发热盘底部的双金属片开关是同时断开的
B.双金属片受热时,金属层a比b膨胀快
C.调节旋钮C,使静片B向左弯曲时,双金属片段开的温度值变低
D.双金属片触点频繁通断电,容易烧接在一起,从而导致干烧危险
(4)通电后PTC电水壶发热盘的最终温度应在______ 范围东(T5~T6/T6~T7/T7~T8)范围内;
(5)通电后,①②两种发热材料的功率随时间变化的图像正确的是______ 。
图丙是它的工作电路图;
图丁是双金属片温控原理图,A为双金属片,由两层不同金属粘合而成,受热时二者膨胀的快慢不同。在未通电和低于预定温度时,双金属片A和静片B上的触点接通,电路正常工作,当温度达到预定温度时,双金属片向左弯曲(温度越高,弯曲程度越大),电路断开。C是调节旋钮,调节它可改变双金属片与静片弹性接触的力度,从而调节双金属片段开的温度;
图戊是传统电水壶用电热丝(实线①)及PTC材料(实线②)的电阻随温度变化的关系图像。若使用PTC加热元件代替电热丝,可以有效防止因为干烧而出现的着火危险。
PTC加热元件的自动控制温度性能是绝对可靠的,它靠的是PTC本体内的电阻变化而控制温度,而不是依靠任何触点控制。所以现在很多高档的电热水壶采用了PTC加热元件:
(1)图甲中的电水壶,是利用
(2)JYK-09C03A型电热水壶的是传统电水壶,根据它的铭牌和工作电路图,电热丝R1、R2阻值之比是
(3)关于图丁电水壶中的双金属片,下列说法正确的是
A.蒸汽开关与发热盘底部的双金属片开关是同时断开的
B.双金属片受热时,金属层a比b膨胀快
C.调节旋钮C,使静片B向左弯曲时,双金属片段开的温度值变低
D.双金属片触点频繁通断电,容易烧接在一起,从而导致干烧危险
(4)通电后PTC电水壶发热盘的最终温度应在
(5)通电后,①②两种发热材料的功率随时间变化的图像正确的是
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【推荐2】阅读《超导现象》,回答问题。
金属的电阻随温度的升高而增大,当金属的温度降低时,它的电阻减小。1911年,荷兰物理学家昂内斯在测定水银在低温下的电阻值时发现,当温度降到﹣269℃左右时,水银的电阻变为零,这种现象叫超导现象。并不是所有物体都会发生超导现象,而能够发生超导现象的物质,也需要极低的温度才能使其电阻转变为零,物质电阻变为零的温度称为超导转变温度。以下是几种材料的超导转变温度:
我国于1989年已成功发现超导转变温度为﹣141℃的超导体材料,并且第一代材料已经研究成熟,第二代材料由于其成本低更适用于产业化运作而被市场看好;超导产品品类也逐渐增加,现已进行产业化运作的有超导电缆、超导限流器、超导滤波器、超导储能等。虽然我国整体超导研发水平与国际尚有一定的差距,但部分领域已经处于国际先进水平。
目前,各国科学家还在继续研究超导转变温度更高的超导体材料,以将超导应用到日常生产和生活中去。
阅读上文,回答下列问题:
(1)金属的电阻随温度的降低而_______ ;
(2)发生超导现象时,超导体电阻为_______ Ω;
(3)﹣270℃可以使_______ 变为超导体(选填一种材料即可);
(4)超导体_______ 用于制作电热丝(选填“能”或“不能”) ;
(5)超导限流器是一种短路故障电流限制装置,它由超导部件和限流电阻并联组成,电路如图甲中虚线框内所示。超导部件的电阻R1随电流I变化关系如图乙所示,限流电阻R2=15Ω,灯泡L上标有“6V 3W”字样。若电源电压为6V,且保持不变,此时灯泡L_______ (能/不能)正常工作,超导部件电阻R1为_______ Ω,当灯泡短路时,电流表的示数为_______ A;
超导现象
金属的电阻随温度的升高而增大,当金属的温度降低时,它的电阻减小。1911年,荷兰物理学家昂内斯在测定水银在低温下的电阻值时发现,当温度降到﹣269℃左右时,水银的电阻变为零,这种现象叫超导现象。并不是所有物体都会发生超导现象,而能够发生超导现象的物质,也需要极低的温度才能使其电阻转变为零,物质电阻变为零的温度称为超导转变温度。以下是几种材料的超导转变温度:
物质 | 铝 | 铅 | 锡 | 水银 | 钨 |
超导转变温度/℃ | ﹣271.76 | ﹣265.97 | ﹣269.43 | ﹣268.99 | ﹣273.14 |
目前,各国科学家还在继续研究超导转变温度更高的超导体材料,以将超导应用到日常生产和生活中去。
阅读上文,回答下列问题:
(1)金属的电阻随温度的降低而
(2)发生超导现象时,超导体电阻为
(3)﹣270℃可以使
(4)超导体
(5)超导限流器是一种短路故障电流限制装置,它由超导部件和限流电阻并联组成,电路如图甲中虚线框内所示。超导部件的电阻R1随电流I变化关系如图乙所示,限流电阻R2=15Ω,灯泡L上标有“6V 3W”字样。若电源电压为6V,且保持不变,此时灯泡L
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【推荐3】阅读短文,回答问题:
生活中常用电熨斗来熨烫衣服,如图甲为常见的电熨斗,它是利用电流热效应工作的。如图乙是电熨斗结构图。
电熨斗中有一个双金属片制成的自动开关,双金属片是由长和宽相同的铜片和铁片组成,且两金属片被紧紧地铆在一起,受热时铜片膨胀得比铁片大,双金属片便向铁片那边弯曲,温度越高,弯曲得越显著。常温时,双金属片端点的触点与弹性铜片上的触点相接触,当电熨斗与电源接通时,电热丝发热,双金属片受热弯曲,当温度升高到设定温度时,双金属片顶端的触点与弹性铜片上的触点分离,电路断开。金属底板散热,温度降低,双金属片恢复原状,电路接通。
电熨斗工作时的温度可以调节,将调温旋钮上的升降螺丝上下调节,双金属片和弹性铜片上的触点随之上下移动,双金属片弯曲程度不同,金属底板温度也就不同,由于衣服的质料不同,熨烫时所需的温度也各不相同。一般来说,棉织品比化纤衣物耐高温。
(1)电熨斗通电工作,温度升高,这是通过_____ 方式改变内能的。
(2)电熨斗通电工作时,若突然断开电源,两触点_____ (选填“会”或“不会”)立即断开。
(3)熨烫完化纤衣服再熨烫棉织品衣服,调温旋钮上的升降螺丝_____ (选填“向上”“向下”或“不调”)。
生活中常用电熨斗来熨烫衣服,如图甲为常见的电熨斗,它是利用电流热效应工作的。如图乙是电熨斗结构图。
电熨斗中有一个双金属片制成的自动开关,双金属片是由长和宽相同的铜片和铁片组成,且两金属片被紧紧地铆在一起,受热时铜片膨胀得比铁片大,双金属片便向铁片那边弯曲,温度越高,弯曲得越显著。常温时,双金属片端点的触点与弹性铜片上的触点相接触,当电熨斗与电源接通时,电热丝发热,双金属片受热弯曲,当温度升高到设定温度时,双金属片顶端的触点与弹性铜片上的触点分离,电路断开。金属底板散热,温度降低,双金属片恢复原状,电路接通。
电熨斗工作时的温度可以调节,将调温旋钮上的升降螺丝上下调节,双金属片和弹性铜片上的触点随之上下移动,双金属片弯曲程度不同,金属底板温度也就不同,由于衣服的质料不同,熨烫时所需的温度也各不相同。一般来说,棉织品比化纤衣物耐高温。
(1)电熨斗通电工作,温度升高,这是通过
(2)电熨斗通电工作时,若突然断开电源,两触点
(3)熨烫完化纤衣服再熨烫棉织品衣服,调温旋钮上的升降螺丝
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【推荐1】阅读《我国的“二十四节气”》回答问题:
二十四节气是我国劳动人民几千年来智慧的结晶,按照各个节气所反映的现象不同可划分为以下3类:天文类、气候特征类和物候现象类。
按天文类是如何划分的呢?在地球绕太阳公转的过程中,太阳光在地球上某地的入射方向和地平面之间的夹角在不断变化,如图甲所示,这个夹角叫太阳高度角,也叫太阳高度。如图乙所示,太阳高度越大,光束越集中,单位面积的地表上太阳辐射的强度就越大,当太阳直射时,太阳高度角为90°,辐射强度最大。如图丙所示,太阳直射点由南向北达到赤道和北回归线时,分别是春分和夏至;由北向南达到赤道和南回归线时,分别是秋分和冬至,立春、立夏、立秋、立冬也是按天文类划分的,表示每个季节的开始。
第二类是反映气候特征的,小暑、大暑、处暑、小寒、大寒五个节气反映了气温的变化情况;雨水、谷雨、小雪、大雪四个节气反映了降水现象;白露、寒露、霜降反映了水蒸气的液化、凝华现象,也反映出气温逐渐下降的过程。
第三类是反映物候现象的,小满、芒种反映有关作物的成熟和收成情况;惊蛰、清明反映自然物候现象,人们可以根据物候现象从事相应的农业活动。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)太阳高度越大,光束越集中,单位面积的地表上太阳辐射的强度就_________ ;
(2)“瑞雪兆丰年”,其中雪是由空气中的水蒸气_________ (填物态变化)而形成的;
(3)下列节气的命名与物态变化无关的是_________ ;(选填选项前的字母,只有一个选项正确)
A.夏至 B.白露
C.大雪 D.霜降
(4)根据文章,太阳直射点从赤道向北回归线移动过程中,处于北半球的中国大部分地区气温变化趋势应是气温逐渐_________ 。(填“升高”或“降低”);
(5)根据文章,下列说法正确的是_________ 。(选填选项前的字母,只有一个选项正确)
A.白露、寒露、霜降反映了水蒸气的液化、凝固现象
B.春分和秋分时,太阳直射赤道
C.谷雨节气是按照物候现象进行分类的
D.从白露、寒露到霜降三个节气反映的气温依次升高
我国的“二十四节气”
二十四节气是我国劳动人民几千年来智慧的结晶,按照各个节气所反映的现象不同可划分为以下3类:天文类、气候特征类和物候现象类。
按天文类是如何划分的呢?在地球绕太阳公转的过程中,太阳光在地球上某地的入射方向和地平面之间的夹角在不断变化,如图甲所示,这个夹角叫太阳高度角,也叫太阳高度。如图乙所示,太阳高度越大,光束越集中,单位面积的地表上太阳辐射的强度就越大,当太阳直射时,太阳高度角为90°,辐射强度最大。如图丙所示,太阳直射点由南向北达到赤道和北回归线时,分别是春分和夏至;由北向南达到赤道和南回归线时,分别是秋分和冬至,立春、立夏、立秋、立冬也是按天文类划分的,表示每个季节的开始。
第二类是反映气候特征的,小暑、大暑、处暑、小寒、大寒五个节气反映了气温的变化情况;雨水、谷雨、小雪、大雪四个节气反映了降水现象;白露、寒露、霜降反映了水蒸气的液化、凝华现象,也反映出气温逐渐下降的过程。
第三类是反映物候现象的,小满、芒种反映有关作物的成熟和收成情况;惊蛰、清明反映自然物候现象,人们可以根据物候现象从事相应的农业活动。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)太阳高度越大,光束越集中,单位面积的地表上太阳辐射的强度就
(2)“瑞雪兆丰年”,其中雪是由空气中的水蒸气
(3)下列节气的命名与物态变化无关的是
A.夏至 B.白露
C.大雪 D.霜降
(4)根据文章,太阳直射点从赤道向北回归线移动过程中,处于北半球的中国大部分地区气温变化趋势应是气温逐渐
(5)根据文章,下列说法正确的是
A.白露、寒露、霜降反映了水蒸气的液化、凝固现象
B.春分和秋分时,太阳直射赤道
C.谷雨节气是按照物候现象进行分类的
D.从白露、寒露到霜降三个节气反映的气温依次升高
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【推荐2】阅读短文,回答问题
新能源智能汽车
某款新能源智能汽车,车顶覆盖薄膜式太阳能电板;车窗采用“智能玻璃”,除了可实现调节温度和透明度(折射光照度与入射光照度之比),还具有单向透光功能,可以从车内看到车外景象,而车外看不见车内景象;车身配有多个雷达,充分提高了行车的安全性。
汽车高速行驶时,驾驶员低头观看仪表信息,可能影响行车安全,因此为汽车研制了抬头显示系统(如图甲),简称HUD。HUD利用平面镜成像原理(如图乙),将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方,驾驶员透过挡风玻璃往前方看的时候,能够在看到车外的景象的同时,不必低头就可以看到车辆行驶信息,如车速、油耗、导航等,从而避免分散对前方道路的注意力,确保驾驶舒适安全。
(1)汽车雷达启动后发出___________ (选填“超”或“次”)声波信号经周边的物体的反射后,可判断车与障碍物的距离,声学中原理相同的仪器叫___________ ;改变按压汽车方向盘上喇叭开关的力度,可改变喇叭发出声音的___________ ;
(2)薄膜式太阳能电板应设计成___________ (选填“黑”或“白”)色;炎热的夏天“智能玻璃”的单向透光可以有效减小___________ (选填“红”或“紫”)外线对人体皮肤的伤害;
(3)冬天行车时,汽车挡风玻璃的___________ (选填“内”或“外”)侧容易出现一层白雾;
(4)已知某车辆HUD显示器水平放置在中控台上,通过挡风玻璃成垂直于水平面的像,则挡风玻璃与水平面夹角为___________ 度,某驾驶员发现挡风玻璃所成的像过高,不便于观察,这时就需要将显示器沿水平方向___________ (选填“远离”、“靠近”)挡风玻璃,如果成像不清晰,可以___________ (选填“增强”、“减弱”)显示器的亮度,改善成像效果;
(5)“智能玻璃”能根据车外光照度自动调节玻璃的透明度,实现车内的光照度为一个适宜的定值,经测算车外光照度和玻璃的透明度的关系图像如图丙所示,当透明度为100%时,车内光照度为___________ Lx。
新能源智能汽车
某款新能源智能汽车,车顶覆盖薄膜式太阳能电板;车窗采用“智能玻璃”,除了可实现调节温度和透明度(折射光照度与入射光照度之比),还具有单向透光功能,可以从车内看到车外景象,而车外看不见车内景象;车身配有多个雷达,充分提高了行车的安全性。
汽车高速行驶时,驾驶员低头观看仪表信息,可能影响行车安全,因此为汽车研制了抬头显示系统(如图甲),简称HUD。HUD利用平面镜成像原理(如图乙),将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方,驾驶员透过挡风玻璃往前方看的时候,能够在看到车外的景象的同时,不必低头就可以看到车辆行驶信息,如车速、油耗、导航等,从而避免分散对前方道路的注意力,确保驾驶舒适安全。
(1)汽车雷达启动后发出
(2)薄膜式太阳能电板应设计成
(3)冬天行车时,汽车挡风玻璃的
(4)已知某车辆HUD显示器水平放置在中控台上,通过挡风玻璃成垂直于水平面的像,则挡风玻璃与水平面夹角为
(5)“智能玻璃”能根据车外光照度自动调节玻璃的透明度,实现车内的光照度为一个适宜的定值,经测算车外光照度和玻璃的透明度的关系图像如图丙所示,当透明度为100%时,车内光照度为
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【推荐3】阅读短文,回答问题。
该饮水机内部结构如图乙所示。首次使用时,经紫外线灯照射的20℃冷水,从冷水进口A处流入,经热交换器进入贮水箱。水箱加满水开始加热,加热至100℃。此后正常使用时,打开开水出口阀门,冷水阀门自动打开,当20℃冷水进入贮水箱后,电热丝通电可加热至100℃;打开温水出口阀门,通过加压使贮水箱中的开水进入热交换器内,此时冷水由进口阀门先进入热交换器,通过热交换器后水温升至85℃,进入贮水箱继续加热至100℃。这时,温水出口流出的就是35℃的温开水。如此正常工作,就可不断得到开水和温开水。
(1)在热交换器中冷水内能改变的方式是___________ ,饮水机的脚柱底面上有很多花纹是为了___________ 。
(2)下列关于该饮水机的说法,错误 的是___________
A.正常使用时,图乙B位置的水温是35℃
B.用紫外线灯照射冷水是为了杀菌消毒
C.冬天放开水时的“白气”是空气中的水蒸气液化成的
D.水箱水位控制可以通过感知液体压强大小变化来实现
(3)首次使用,图乙中D位置的水温是___________ ℃,需要经过___________ min可以喝到开水。在用电高峰时,饮水机的实际工作电压只有342V,(忽略温度对电阻的影响),饮水机的实际电功率为___________ kW。
(4)若某学校学生1h所需的开水和温开水的质量之比是1:4,若不计热损失,饮水机正常工作1h最多供应开水___________ L。(结果取整数)
(5)如图丙所示为饮水机温控装置原理图,控制水箱中加热丝,R为热敏电阻,R'为可调电阻,当线圈的电流大于或等于某一值时,继电器的衔铁被吸下。图丁为热敏电阻R﹣t图像。①应该把贮水箱内的电热丝接在___________ (选填“A、B间”或“C、D间”)。
②使用久了,为线圈供电的电源电压会减小,如果要使贮水箱内的温度保持100℃,可调电阻R'的阻值应___________ (选填“调大”、“不变”或“调小”)。
温热饮水机
如图甲,是学校饮水间安装的某款温热饮水机。该饮水机既能提供温度为100℃的开水,也能提供温度可直接饮用的温开水。该饮水机的相关参数见表。温热饮水机型号 | ××× |
贮水箱容量 | 24L |
功率 | 3kW |
电源 | 380V50HZ |
(1)在热交换器中冷水内能改变的方式是
(2)下列关于该饮水机的说法,
A.正常使用时,图乙B位置的水温是35℃
B.用紫外线灯照射冷水是为了杀菌消毒
C.冬天放开水时的“白气”是空气中的水蒸气液化成的
D.水箱水位控制可以通过感知液体压强大小变化来实现
(3)首次使用,图乙中D位置的水温是
(4)若某学校学生1h所需的开水和温开水的质量之比是1:4,若不计热损失,饮水机正常工作1h最多供应开水
(5)如图丙所示为饮水机温控装置原理图,控制水箱中加热丝,R为热敏电阻,R'为可调电阻,当线圈的电流大于或等于某一值时,继电器的衔铁被吸下。图丁为热敏电阻R﹣t图像。①应该把贮水箱内的电热丝接在
②使用久了,为线圈供电的电源电压会减小,如果要使贮水箱内的温度保持100℃,可调电阻R'的阻值应
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可燃冰是一种新型能源,主要成分是甲烷和水,分布在深海沉积物里或酷域的永久冻土中,如图所示,可燃冰形似冰块却能燃烧,燃烧后几乎不产生任何残渣,1m3的可燃冰分解后可释放出约0.8m3的水和164m3的天然气,天然气中甲烷的含量占80%~99.9%。
可燃冰的生成有三个基本条件:首先要求低温,可燃冰在0~10℃时生成,超过20℃便会分解,海底温度一般保持在2~4℃在右;其次是高压,可燃冰在0℃时,只需海水产生29个标准大气压即可生成,而以海洋的深度,此高压容易保证;最后是充足的气源,海底的有机物沉淀,其中丰富的碳经过生物转化,可产生充足的气源,在温度、压强、气源三者都具备的条件下,可燃冰就会生成。
请回答下列问题:[1个标准大气压取1×105Pa,海水的密度取1×103kg/m3,g取10N/kg,c水=4.2×103J/(kg·℃),甲烷的热值取4.2×107J/m3]
(1)可燃冰的主要成分是_________ 和__________ 。
(2)若要在0℃的海底生成可燃冰,海水的深度至少要_______ m。
(3)如图所示,海底上有一块体积为100m3且底部与海底紧密相连的可燃冰A,其受到海水的浮力为_______ N。
(4)0.5m3的可燃冰分解后,其中的甲烷完全燃烧放出的热量是______ J,在标准大气压下,这些热量全部被水吸收,至少可以将质量为____ kg温度为20℃的水加热至沸腾。
可燃冰
可燃冰是一种新型能源,主要成分是甲烷和水,分布在深海沉积物里或酷域的永久冻土中,如图所示,可燃冰形似冰块却能燃烧,燃烧后几乎不产生任何残渣,1m3的可燃冰分解后可释放出约0.8m3的水和164m3的天然气,天然气中甲烷的含量占80%~99.9%。
可燃冰的生成有三个基本条件:首先要求低温,可燃冰在0~10℃时生成,超过20℃便会分解,海底温度一般保持在2~4℃在右;其次是高压,可燃冰在0℃时,只需海水产生29个标准大气压即可生成,而以海洋的深度,此高压容易保证;最后是充足的气源,海底的有机物沉淀,其中丰富的碳经过生物转化,可产生充足的气源,在温度、压强、气源三者都具备的条件下,可燃冰就会生成。
请回答下列问题:[1个标准大气压取1×105Pa,海水的密度取1×103kg/m3,g取10N/kg,c水=4.2×103J/(kg·℃),甲烷的热值取4.2×107J/m3]
(1)可燃冰的主要成分是
(2)若要在0℃的海底生成可燃冰,海水的深度至少要
(3)如图所示,海底上有一块体积为100m3且底部与海底紧密相连的可燃冰A,其受到海水的浮力为
(4)0.5m3的可燃冰分解后,其中的甲烷完全燃烧放出的热量是
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泡茶或冲奶粉等常需要不同温度的热水,小明自制一款智能设温电热水壶,它的额定电压为220V,工作电压可在额定电压的基础上浮动±10%,这款电热水壶可以将纯净水加热到所需的不同温度(60℃、80℃、100℃)时就自动断开电路。
工作原理如图甲所示:铁质搭钩CA可绕转轴A转动,提杆BD可以上下运动并与搭钩连动,锁扣右侧与搭钩扣在一起,左侧通过拉紧的弹簧固定。当预设温度为60℃时,若搭钩在C点受到大于0.2N竖直向上的力就会与锁扣脱离,弹簧收缩带动锁扣和S1向左运动,触点分离电路断开,烧水时,闭合S1和S2,发热电阻R工作,双金属片受热中间向上凸起,当温度达到设定值时,推起挺杆使搭钩与锁扣脱开。双金属片对提杆D点的力F随加热时间t的关系图如图乙。若加热过程中电流超过电热水壶的安全值,电磁铁对搭钩的C点吸引力变大,可使搭钩与锁扣自动脱开,保护电路电磁铁对搭钩吸引力F2与线圈中的电流I关系如图丙。已知,BC=4cm,AB=2cm,发热定值电阻R阻值为100Ω,电磁铁的线圈电阻忽略不计。
(1)小明自制的电热水壶通过_____ 方式使双金属片的内能增加,当双金属片推起挺杆使搭钩与锁扣脱开时,搭钩CBA是_____ (选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆;
(2)关于该电热水壶,下列说法正确的是_____ ;
A.当开关S1闭合时,弹簧没有弹性势能
B.当U=200V时,电热水壶可以工作
C.当达到设定值时,挺杆受到金属片向下的拉力
D.搭钩CBA可以用铝质材料制成
(3)当搭钩与锁扣恰好脱开时,提杆对搭钩的作用力为_____ N,若电热水壶预设温度为60℃,在220V的电压下,则这段时间内发热电阻R放出的热量是_____ J;
(4)当预设温度为60℃时,该热水壶最大允许通过的电流是_____ A;若此时发热电阻放出热量的70%使壶内水温达到设定温度60℃,那么,电热水壶的容量最大为_____ L[设水的初温为20℃,c水=4.2×103J/(kg•℃)];
(5)当达到预设温度时,使搭钩与锁扣脱扣的是_____ (选填“电磁铁”或“双金属片”),若电路和各个元件的参数保持不变,提高该热水壶加热的预设温度,需要将_____ (选填“双金属片”、“弹簧”或“搭钩”)的固定点适当向左移动。
智能设温电热水壶
泡茶或冲奶粉等常需要不同温度的热水,小明自制一款智能设温电热水壶,它的额定电压为220V,工作电压可在额定电压的基础上浮动±10%,这款电热水壶可以将纯净水加热到所需的不同温度(60℃、80℃、100℃)时就自动断开电路。
工作原理如图甲所示:铁质搭钩CA可绕转轴A转动,提杆BD可以上下运动并与搭钩连动,锁扣右侧与搭钩扣在一起,左侧通过拉紧的弹簧固定。当预设温度为60℃时,若搭钩在C点受到大于0.2N竖直向上的力就会与锁扣脱离,弹簧收缩带动锁扣和S1向左运动,触点分离电路断开,烧水时,闭合S1和S2,发热电阻R工作,双金属片受热中间向上凸起,当温度达到设定值时,推起挺杆使搭钩与锁扣脱开。双金属片对提杆D点的力F随加热时间t的关系图如图乙。若加热过程中电流超过电热水壶的安全值,电磁铁对搭钩的C点吸引力变大,可使搭钩与锁扣自动脱开,保护电路电磁铁对搭钩吸引力F2与线圈中的电流I关系如图丙。已知,BC=4cm,AB=2cm,发热定值电阻R阻值为100Ω,电磁铁的线圈电阻忽略不计。
(1)小明自制的电热水壶通过
(2)关于该电热水壶,下列说法正确的是
A.当开关S1闭合时,弹簧没有弹性势能
B.当U=200V时,电热水壶可以工作
C.当达到设定值时,挺杆受到金属片向下的拉力
D.搭钩CBA可以用铝质材料制成
(3)当搭钩与锁扣恰好脱开时,提杆对搭钩的作用力为
(4)当预设温度为60℃时,该热水壶最大允许通过的电流是
(5)当达到预设温度时,使搭钩与锁扣脱扣的是
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解题方法
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空气能热水器工作原理如图甲所示。蒸发器从室外空气吸热,加热低沸点氟介质并使其汽化,氟介质蒸汽由压缩机压缩升温后,进入冷凝器液化释放热量传递给水箱中的冷水,随后经过“节流降温过滤降压”回到室外的蒸发器开始下一个循环。空气能热水器具有高效节能的特点,它工作时,氟介质在蒸发器中吸收热空气的能量QA;压缩机消耗电能W转化为机械能,再由机械能转化为内能,最终氟介质在冷凝器中释放给冷水的热量QB=QA+W通常我们用“能效比”(即放出的热量与消耗的电能的比值)来反映空气能热水器的节能性能。某款空气能热水器,它的部分技术参数如下表。
(1)在空气能热水器中,是通过______ (选填“加压”或“降温”)方法使氟介质液化的,这款空气能热水器正常工作时的能效比为______ ;
(2)氟介质经膨胀阀减压后,它的沸点所在温度范围可能是______ ;
A.低于﹣7 B.﹣7~43
C.高于43 D.高于50
(3)正常使用时,将一箱15的冷水加热到55,消耗的电能为______ J,若水吸收的热量由天然气来提供,需要完全燃烧______ 天然气(,天然气的热值为8.4×107J/m3);
(4)在如图乙所示的冲程中,压缩机汽缸内实现了把______ 能转化为______ 能;
(5)压缩机活塞上下移动的距离是16cm,横截面积是50cm2,工作时,活塞压缩氟介质的压强约为2.5×105Pa,则活塞压缩一次氟介质做的功为______ J;若系统正常工作消耗的电能有90%转化为压缩氟介质的能量,则每分钟压缩氟介质的次数是______ ,压缩机曲轴的转速是______ r/min。
空气能热水器工作原理如图甲所示。蒸发器从室外空气吸热,加热低沸点氟介质并使其汽化,氟介质蒸汽由压缩机压缩升温后,进入冷凝器液化释放热量传递给水箱中的冷水,随后经过“节流降温过滤降压”回到室外的蒸发器开始下一个循环。空气能热水器具有高效节能的特点,它工作时,氟介质在蒸发器中吸收热空气的能量QA;压缩机消耗电能W转化为机械能,再由机械能转化为内能,最终氟介质在冷凝器中释放给冷水的热量QB=QA+W通常我们用“能效比”(即放出的热量与消耗的电能的比值)来反映空气能热水器的节能性能。某款空气能热水器,它的部分技术参数如下表。
每秒制热量Q/J | 3000 | 电源规格U/V | 220 |
每秒消耗电能W/J | 800 | 水箱容积V/L | 200 |
适用环境温度范围﹣7﹣43 |
(1)在空气能热水器中,是通过
(2)氟介质经膨胀阀减压后,它的沸点所在温度范围可能是
A.低于﹣7 B.﹣7~43
C.高于43 D.高于50
(3)正常使用时,将一箱15的冷水加热到55,消耗的电能为
(4)在如图乙所示的冲程中,压缩机汽缸内实现了把
(5)压缩机活塞上下移动的距离是16cm,横截面积是50cm2,工作时,活塞压缩氟介质的压强约为2.5×105Pa,则活塞压缩一次氟介质做的功为
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