【題目】如圖甲所示是某品牌飲水器的原理圖。飲水器的容器內(nèi)有密封絕緣的電熱絲R1和熱敏電阻Rx,只要水面到達如圖所示的位置,接觸開關(guān)S1就會導通。繼電器開關(guān)S2的作用是當飲水器內(nèi)的水加熱至沸騰后能自動切斷加熱電路。

(1)已知定值電阻R1和熱敏電阻Rx的電流隨電壓的變化曲線是如圖乙中A、B、C中的兩條。定值電阻R1的阻值是_______Ω,飲水器的正常加熱功率是_______W。

(2)為了使繼電器開關(guān)S2在飲水器內(nèi)的水加熱至沸騰后能自動切斷加熱電路,熱敏電阻Rx應(yīng)選擇如圖乙中的_______(選填“A,B,C”)。在使用過程中,發(fā)現(xiàn)飲水器內(nèi)的水實際加熱到90℃時,加熱電路就自動切斷了,為了使水能在加熱至沸騰后加熱電路才自動切斷,可將滑動變阻R2的滑片向__________調(diào)節(jié)。

(3)已知該飲水器裝有10L水,當只有飲水器接入電路中時,它將水從10攝氏度加熱到100攝氏度用時14分鐘,同時通過電能表觀察到飲水器消耗了1.1KW﹒h的電能。該飲水器加熱過程中的實際功率是___________W;它的熱效率是___________。(保留一位小數(shù))

【答案】 10Ω 4840W C 4714.3 95.5%

【解析】(1)因為R1是定值電阻,則通過R1的電流與它兩端電壓成正比,其I-U圖象為過原點的傾斜直線,由圖可知,B為定值電阻R1的電流隨電壓的變化曲線;
由歐姆定律結(jié)合B圖象可得,R1的阻值: ,
飲水器的工作電路為R1的簡單電路,其正常加熱功率:
(2)①為了使飲水器在水加熱至沸騰后能自動切斷加熱電路,則應(yīng)使繼電器開關(guān)S2斷開,應(yīng)減弱電磁鐵的磁性,根據(jù)影響電磁鐵磁性強弱的因素可知應(yīng)減小控制電路中的電流;
由歐姆定律可知此時熱敏電阻的阻值應(yīng)變大,即熱敏電阻Rx的阻值應(yīng)隨溫度升高而變大,而圖乙中C曲線反映了電阻的阻值隨溫度升高(電壓變大)而變大的特性,故選C.
②若要飲水器內(nèi)的水加熱到90℃還能繼續(xù)加熱,即繼電器開關(guān)S2仍然是閉合的,需要增強電磁鐵的磁性,應(yīng)增大此時控制電路中的電流,由歐姆定律可知應(yīng)減小控制電路的總電阻,而溫度為90℃時熱敏電阻的阻值是一定的,所以應(yīng)減小滑動變阻器R2的阻值,即R2的滑片向左調(diào)節(jié).
(3)已知水的體積V=10L=0.01m3,
可得,水的質(zhì)量為:
m=ρV=1×103kg/m3×0.01m3=10kg;
水吸收的熱量:
Q=cm△t=4.2×103J/(kg℃)×10kg×(100℃-10℃)=3.78×106J;
飲水器消耗的電能:
W=1.1kWh=1.1×3.6×106J=3.96×106J,
該飲水器加熱過程中的實際功率: ;
則它的熱效率:
故答案為:(1)10;4840;(2)C;左;(3)4714.3;95.5%.

練習冊系列答案
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(1)風力發(fā)電利用的是風能,風能是清潔的、_____________(可再生/不可再生)能源。

(2)風機葉片具有質(zhì)量輕、強度高、耐磨損等性能,通常用密度小,硬度_______(選填“大”或“小”)的復合材料制成;葉片形狀像飛機的機翼,若葉片位置和風向如圖乙所示,由于葉片兩面空氣流速不同產(chǎn)生壓強差,而受到向________(選填“上”或“下”)的力使風葉旋轉(zhuǎn)。

(3)風葉產(chǎn)生的動力通過傳動系統(tǒng)傳遞給發(fā)電機,利用_________原理。實現(xiàn)機械能轉(zhuǎn)化為電能。

(4)(多選)某風力發(fā)電機的輸出功率與風速的關(guān)系如圖丙所示,由圖像得到的下列信息,正確的有哪些________

A.只要有風,機組就能產(chǎn)生電能

B.風速過大,機組不會產(chǎn)生電能

C.風速越大,機組產(chǎn)生的電功率一定越大

D.風速在一定范圍內(nèi),機組產(chǎn)生的電功率可能不變

(5)下表給出了在不同風速下某風機獲得的能量:

當風速為5m/s時,這臺風機工作1s所產(chǎn)生的電能可供1只“220V 100W”電燈正常工作10s,該風機發(fā)電的效率是______________。

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