解题方法
1 . 某即热式电热水器具有低温、高温两挡,高温挡的功率是7700W,低温挡的功率是5500W。如图乙是该电热水器内部的电路简图,R1和R2是两个电热丝。
(1)当开关S1闭合,S2打开时,电热水器处于________ ,电热丝R1的阻值多少?________
(2)某次试验性能时,用高温档加热,水的初温是20℃,出水温度及40℃,2min共用水10kg。该热水器的高温挡工作时的效率是多少?(保留一位小数)________
(3)小明家想购买这台即热式电热水器,表格中是她统计的家中现有的用电器的总功率为2200W,图丙是小明家电能表的参数。请通过计算说明在原有电路上再安装这样一台电热水器并同时使用是否安全?若不安全,请你帮助小明提出合理的解决办法。________
(1)当开关S1闭合,S2打开时,电热水器处于
(2)某次试验性能时,用高温档加热,水的初温是20℃,出水温度及40℃,2min共用水10kg。该热水器的高温挡工作时的效率是多少?(保留一位小数)
(3)小明家想购买这台即热式电热水器,表格中是她统计的家中现有的用电器的总功率为2200W,图丙是小明家电能表的参数。请通过计算说明在原有电路上再安装这样一台电热水器并同时使用是否安全?若不安全,请你帮助小明提出合理的解决办法。
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2 . 如图甲所示,是小华的爷爷购买的一台电热足浴器内部等效电路图,R1和R2均为电热丝,其中R1的阻值是80Ω,R2的阻值是44Ω,该足浴器有:低温、中温和高温挡3个挡位,其铭牌的部分参数如图乙所示,求:
(1)电热足浴器中的电热丝选用电阻率大,熔点______ (选填“高”或“低”)的合金材料制成;
(2)电热足浴器处于高温挡工作时的电功率是多少?( )
(3)假设足浴器的加热效率为84%且保持不变,在足浴器中装入最大容量5kg、初温为25℃的水,用高温挡正常加热到36℃时,则加热时间是多少秒?( )
(4)在某用电高峰期,若家庭电路中只有足浴器在中温挡工作,发现标有“3000imp/(kW·h)”的电能表的指示灯闪烁50次,共用时2min,求此时家庭电路两端的实际电压是多少V?( )
(1)电热足浴器中的电热丝选用电阻率大,熔点
(2)电热足浴器处于高温挡工作时的电功率是多少?
(3)假设足浴器的加热效率为84%且保持不变,在足浴器中装入最大容量5kg、初温为25℃的水,用高温挡正常加热到36℃时,则加热时间是多少秒?
(4)在某用电高峰期,若家庭电路中只有足浴器在中温挡工作,发现标有“3000imp/(kW·h)”的电能表的指示灯闪烁50次,共用时2min,求此时家庭电路两端的实际电压是多少V?
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解题方法
3 . 洗碗机是自动清洗碗筷等餐具的机器。某型号洗碗机工作程序为:给水箱注水,当水注满时停止注水并自动加热,水温上升到50℃即停止加热,洗涤程序启动,水从喷管喷出对餐具清洗、喷淋,直到洗涤过程结束,排水系统启动,将水箱中全部的水排出。图甲为等效的加热电路图,R为发热电阻。图乙为该洗碗机某次正常工作时的P-t图像。[水的比热容为 4.2×103J/(kg·℃);水箱中水的初温为20℃](1)生活用水是___________ (选填“导体”或“绝缘体”);洗碗机的加热功能是利用了电流的___________ ;
(2)发热电阻R 的阻值是___________ ;(不计水的电阻)
(3)加热时产生的热量有90%被水吸收。某家庭每天洗碗2次,若人工洗碗一次用水9 kg,则改用该洗碗机洗碗,该家庭一年(按300天)可节水多少kg?___________
(2)发热电阻R 的阻值是
(3)加热时产生的热量有90%被水吸收。某家庭每天洗碗2次,若人工洗碗一次用水9 kg,则改用该洗碗机洗碗,该家庭一年(按300天)可节水多少kg?
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4 . 即热式热水宝是一种无内胆的纳米管加热装置,因为其体积小、加热速度快,真正实现即开即热的使用功能,得到了广泛应用。其电路原理如图,电热丝、绕在出水管上,水经过出水管时被加热,通过改变水龙头控制开关S、的状态,可以选择出凉水、温水或开水。该管线机的额定电压是220V,开水加热电功率是4200W,温水加热电功率是2200W。已知:电热丝、电阻不随温度变化,水的比热容,水的密度,g取10N/kg。求:
(1)开关S断开时,水龙头出__________ (凉水、温水或开水)。开关S、都闭合时,水龙头出__________ (凉水、温水或开水);
(2)现在需要100℃的开水500mL,已知水的初温是:20℃,水需要吸收多少热量________ ?
(3)如果电能转化为水的内能的效率是80%,饮水机正常工作时,烧开这些水需要多长时间________ ?
(1)开关S断开时,水龙头出
(2)现在需要100℃的开水500mL,已知水的初温是:20℃,水需要吸收多少热量
(3)如果电能转化为水的内能的效率是80%,饮水机正常工作时,烧开这些水需要多长时间
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解题方法
5 . 如图甲所示,是生活中常见的膨胀螺栓,它一端有螺纹,另一端有锥度,外包一层膨胀管,膨胀管靠锥度一端有若干切口,膨胀螺栓是利用膨胀管膨胀,挤压墙体,达到固定效果,如图乙所示是它的安装过程示意图。(1)下列关于膨胀螺栓的说法中正确的是_________ 。
A.膨胀螺栓是利用墙孔内外气压差达到固定效果
B.安装好的膨胀螺栓静止时,受到的压力与重力是一对平衡力
C.转动螺母时,膨胀管发生形变,说明力可以改变物体的形状
(2)按照图乙所示方法安装好膨胀螺栓,下方挂很重的物体也不脱落,是因为螺栓与天花板间存在很大的摩擦力;当螺母拧的越紧,膨胀管膨胀程度越大,螺栓与墙体之间的______ 力越大,所以摩擦力越大;
(3)若在安装螺栓时,墙孔中有未清理的沙子,会导致螺栓的固定效果大大下降,原因是螺栓与沙子之间可能会产生______ (选填“滚动”“滑动”或“静”)摩擦,所以有经验的安装师傅会在放入螺栓前,清理孔洞中的沙子,还会在孔洞中挤入强力胶,再放入膨胀螺栓,强力胶能增强螺栓固定效果,是利用分子间存在相互作用的______ 力;
(4)某膨胀管与天花板的摩擦力f与膨胀管对天花板的压力F之间的关系是,在不填入强力胶且不考虑膨胀螺栓所在的孔发生形变的情况下,若混凝土天花板最大能承受50MPa的压强,膨胀管与天花板的受力面积为,则螺栓下方最多可以吊______ kg的重物(螺栓质量忽略不计)。(,g取10N/kg)
A.膨胀螺栓是利用墙孔内外气压差达到固定效果
B.安装好的膨胀螺栓静止时,受到的压力与重力是一对平衡力
C.转动螺母时,膨胀管发生形变,说明力可以改变物体的形状
(2)按照图乙所示方法安装好膨胀螺栓,下方挂很重的物体也不脱落,是因为螺栓与天花板间存在很大的摩擦力;当螺母拧的越紧,膨胀管膨胀程度越大,螺栓与墙体之间的
(3)若在安装螺栓时,墙孔中有未清理的沙子,会导致螺栓的固定效果大大下降,原因是螺栓与沙子之间可能会产生
(4)某膨胀管与天花板的摩擦力f与膨胀管对天花板的压力F之间的关系是,在不填入强力胶且不考虑膨胀螺栓所在的孔发生形变的情况下,若混凝土天花板最大能承受50MPa的压强,膨胀管与天花板的受力面积为,则螺栓下方最多可以吊
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6 . 请阅读《在“死亡之海”钻探“中国深度”》并回答问题。
这口井位于被称为“死亡之海”的新疆塔克拉玛干沙漠腹地,设计深度11100m。自2023年5月30日开钻,数百名石油工人和科研人员坚守沙海腹地,连续奋战279天,历经高温、严寒、风沙和复杂地质情况等极端考验,成功钻探突破万米,同时创造了世界上钻探万米深井用时最短的记录。
垂直井深突破地下万米,在我国尚属首次!这不仅是为国家找油找气,也是探索地球未知领域、拓展人类认识边界的一次大胆尝试。约20层楼高的钢铁塔架,稳稳矗立在流沙之上,重达2000多吨的钻头、钻杆、套管等深入地下,穿透白垩系等10多个地层,成为探索地球深部的“望远镜”。
深地钻探难度堪比“探月工程”,钻探超万米后控制难度极大。当钻头抵近地下万米地层时,钻井设备承受的高温超过200℃、高压超过230MPa,这对钻井工具和钻井液都是巨大的挑战。我国科技人员攻克一系列技术难关,让钻机关键部件全面国产化,有效解决了核心部件“卡脖子”问题。科研人员还自主研发了耐盐、耐高温、超高密度的钻井液,为深地勘探提供了可靠支撑。
近年来,我国不断刷新“中国深度”。深地塔科1井钻破万米后成为陆地上世界第二、亚洲第一的垂直深井,在深地科学研究和超深层油气勘探领域具有里程碑的意义。万米“冲刺”成功后,深地塔科1井肩负科学探索和预探发现双重使命,继续向目标深度全速钻进。请根据上述材料,回答下列问题:
(1)深地塔科1井的成功钻探,为超深层油气资源勘探开发提供了有力支持。石油和天然气属于_________ 能源;(选填:“一次”或“二次”)
(2)深地塔科1井地下万米处的高压大约是马里亚纳海沟11000m处水压的_________ 倍,(结果请保留整数)
(3)钻井液也叫钻井泥浆,被喻为钻井的 “血液”。钻井液是由粘土、水(或油)以及各种化学处理剂组成的一种溶胶悬浮体的混合物。钻井液在入井出井的循环过程中发挥着传递动力、携带岩屑、平衡地层压力和润滑钻具等关键作用。在深地钻探过程中,钻井液能够对高速旋转的钻头进行冷却和润滑,保护钻头不被高温破坏,因此,钻井液对安全高效钻井至关重要。在钻探过程中,钻井液通过_________ 的方式对钻头进行冷却,减小钻头的内能;
(4)为了万米深地钻探,我国科技人员自主研发的钻井液具备哪些特点:_________ 。
在“死亡之海”钻探“中国深度”
2024年3月4日14时48分,我国首口万米深地科探井—“深地塔科1井”正式穿越万米大关。这标志着继深空、深海探索大自然的壮举之后,我国在深地领域实现重大突破。这口井位于被称为“死亡之海”的新疆塔克拉玛干沙漠腹地,设计深度11100m。自2023年5月30日开钻,数百名石油工人和科研人员坚守沙海腹地,连续奋战279天,历经高温、严寒、风沙和复杂地质情况等极端考验,成功钻探突破万米,同时创造了世界上钻探万米深井用时最短的记录。
垂直井深突破地下万米,在我国尚属首次!这不仅是为国家找油找气,也是探索地球未知领域、拓展人类认识边界的一次大胆尝试。约20层楼高的钢铁塔架,稳稳矗立在流沙之上,重达2000多吨的钻头、钻杆、套管等深入地下,穿透白垩系等10多个地层,成为探索地球深部的“望远镜”。
深地钻探难度堪比“探月工程”,钻探超万米后控制难度极大。当钻头抵近地下万米地层时,钻井设备承受的高温超过200℃、高压超过230MPa,这对钻井工具和钻井液都是巨大的挑战。我国科技人员攻克一系列技术难关,让钻机关键部件全面国产化,有效解决了核心部件“卡脖子”问题。科研人员还自主研发了耐盐、耐高温、超高密度的钻井液,为深地勘探提供了可靠支撑。
近年来,我国不断刷新“中国深度”。深地塔科1井钻破万米后成为陆地上世界第二、亚洲第一的垂直深井,在深地科学研究和超深层油气勘探领域具有里程碑的意义。万米“冲刺”成功后,深地塔科1井肩负科学探索和预探发现双重使命,继续向目标深度全速钻进。请根据上述材料,回答下列问题:
(1)深地塔科1井的成功钻探,为超深层油气资源勘探开发提供了有力支持。石油和天然气属于
(2)深地塔科1井地下万米处的高压大约是马里亚纳海沟11000m处水压的
(3)钻井液也叫钻井泥浆,被喻为钻井的 “血液”。钻井液是由粘土、水(或油)以及各种化学处理剂组成的一种溶胶悬浮体的混合物。钻井液在入井出井的循环过程中发挥着传递动力、携带岩屑、平衡地层压力和润滑钻具等关键作用。在深地钻探过程中,钻井液能够对高速旋转的钻头进行冷却和润滑,保护钻头不被高温破坏,因此,钻井液对安全高效钻井至关重要。在钻探过程中,钻井液通过
(4)为了万米深地钻探,我国科技人员自主研发的钻井液具备哪些特点:
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解题方法
7 . 太阳能是清洁能源,广泛应用于我们的日常生活,如图所示的太阳能热水器,已知它的装水量可达到100kg,吸热板的面积为,水的比热容是,试求:
(1)太阳释放的巨大能量是通过太阳内部的________ (选填“核裂变”或“核聚变”)产生的;太阳能热水器是通过________ 的方式增加水的内能;
(2)小明注意到太阳能说明书上有太阳辐射功率一项,查阅资料得到太阳辐射功率是指1h内太阳辐射到面积上的能量,单位是,已知5h内太阳能吸热板接收到太阳能的总量,则太阳能照射到热水器吸热板的辐射功率是多少?( )
(3)如果该太阳能热水器装满水,水的温度从20℃升高到50℃,如果水吸收的这些热量,由燃烧煤气来提供,而煤气灶的效率为50%,则需要燃烧多少煤气?(煤气的热值为)( )
(1)太阳释放的巨大能量是通过太阳内部的
(2)小明注意到太阳能说明书上有太阳辐射功率一项,查阅资料得到太阳辐射功率是指1h内太阳辐射到面积上的能量,单位是,已知5h内太阳能吸热板接收到太阳能的总量,则太阳能照射到热水器吸热板的辐射功率是多少?
(3)如果该太阳能热水器装满水,水的温度从20℃升高到50℃,如果水吸收的这些热量,由燃烧煤气来提供,而煤气灶的效率为50%,则需要燃烧多少煤气?(煤气的热值为)
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解题方法
8 . 同学家购置了一款多功能电暖器。如图甲所示,其内装有导热油,导热油的比热容为2.1×103J/(kg·℃),转动旋钮可实现高、中、低不同挡位之间的切换。图乙是其内部电路原理图,其中四个发热电阻阻值相同。
(1)电暖器低温挡工作时,开关应处于___________ 位置(选填“1”“2”或“3”);
(2)已知中温挡额定功率为1000W,求电阻R的阻值和高温挡的额定功率___________ ;
(3)使用高温挡正常工作5min,导热油温度由15℃升高到75℃。若消耗的电能有84%被导热油吸收,求电暖器内导热油的质量___________ 。
(1)电暖器低温挡工作时,开关应处于
(2)已知中温挡额定功率为1000W,求电阻R的阻值和高温挡的额定功率
(3)使用高温挡正常工作5min,导热油温度由15℃升高到75℃。若消耗的电能有84%被导热油吸收,求电暖器内导热油的质量
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解题方法
9 . 地铁时代的到来,为我们的出行和生活带来了便利。(1)在挖掘地铁隧道时需要用到盾构机(如图甲),盾构机前端安装的刀盘旋转工作时温度会升高,用冷却水给刀盘降温,是靠______ 的方式减小刀盘的内能,这主要利用了水的______ 较大的性质;
(2)地铁站台的设计如图乙所示,列车快入站时会切断动力,依靠______ 继续向前运动入站,此过程中列车的动能主要转化为______ 能,从而节约能源;
(3)列车内用于照明的LED灯中的发光二极管是由______ 材料制成的。额定功率为10W的LED灯正常工作7h消耗的电能可以使质量为______ kg的水温度升高20℃。
(2)地铁站台的设计如图乙所示,列车快入站时会切断动力,依靠
(3)列车内用于照明的LED灯中的发光二极管是由
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综合题
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适中(0.65)
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解题方法
10 . 如图甲所示是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅,其简化电路如图乙所示。它是通过电热丝Rt来加热空气,从而加热食物的。当它达到设定的加热温度后,会自动断开开关。问:
(1)控制电路通电后,通电螺线管的下端为________ 极。若吸收的热量为900J,则可将初温为20℃、质量为5×10-3kg的空气加热到多少度?[c空气=1.0×103J/(kg·℃)] ____
(2)工作电路中电热丝Rt与指示灯支路并联。已知Rt的额定电压为220V,额定功率为1210W,此时指示灯支路消耗的功率为11W,正常工作时,工作电路的总电流为多大?____
(3)控制电路电源电压恒定,通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度,电阻R2置于温度监测区域,它的阻值随温度变化的关系如图丙所示。当加热温度设定为150℃,R3的阻值调为90Ω时,闭合开关S,电磁继电器(不计线圈的电阻)的衔铁被吸下,工作电路接通,开始加热;直到温度达到150℃时,衔铁向上弹起,停止加热。若加热设定的温度为200℃,则R3的阻值应调为多大?____
(1)控制电路通电后,通电螺线管的下端为
(2)工作电路中电热丝Rt与指示灯支路并联。已知Rt的额定电压为220V,额定功率为1210W,此时指示灯支路消耗的功率为11W,正常工作时,工作电路的总电流为多大?
(3)控制电路电源电压恒定,通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度,电阻R2置于温度监测区域,它的阻值随温度变化的关系如图丙所示。当加热温度设定为150℃,R3的阻值调为90Ω时,闭合开关S,电磁继电器(不计线圈的电阻)的衔铁被吸下,工作电路接通,开始加热;直到温度达到150℃时,衔铁向上弹起,停止加热。若加热设定的温度为200℃,则R3的阻值应调为多大?
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