(2007?武漢)如圖是一種電壓力鍋簡易原理圖.A為密閉鍋體,鍋蓋面積為400cm2.R1為工作時(shí)的加熱電阻,L為指示燈、其電阻為20Ω,R2為保溫電阻.S1為電源開關(guān),S2為壓力開關(guān),閉合S1后,電路通過R1對電壓力鍋加熱,當(dāng)鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)達(dá)到設(shè)定值時(shí),水開始沸騰,鍋底向下移動(dòng),壓力開關(guān)與觸點(diǎn)a.?dāng)嚅_,并與b點(diǎn)接通,起到控壓控溫的目的,此時(shí)保溫電路的總功率為20W.
(1)當(dāng)鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)為121kPa時(shí),鍋內(nèi)氣體對鍋蓋的壓力是多大?
(2)保溫電阻R2的阻值為多少?
(3)已知鍋內(nèi)水的質(zhì)量為m、初溫為T0、比熱容為c,為了求出電壓力鍋從開始加熱到鍋內(nèi)氣壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)的效率,只要測出閉合開關(guān)S1到電路中
指示燈亮
指示燈亮
的時(shí)間t,就可推導(dǎo)出效率的表達(dá)式η=
cm(116℃-T0)
1000W×t
cm(116℃-T0)
1000W×t
 (用已知量和所測得的量表示).
表一:水的沸點(diǎn)T與氣體壓強(qiáng)P的關(guān)系
T/℃ 100 105 110 112 114 116 118 120
P/kPa 101 121 143 154 163 175 187 199
表二:電壓力鍋的銘牌
額定電壓 加熱功率 壓強(qiáng)設(shè)定值
220V 1000W 175kPa
分析:(1)已知鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng),和鍋蓋面積,利用壓強(qiáng)公式求鍋內(nèi)氣體對鍋蓋的壓力;
(2)保溫時(shí),指示燈和電阻R2串聯(lián)接入電路,知道保溫功率和電源電壓,利用P=
U2
R
求電路總電阻,再根據(jù)串聯(lián)電阻關(guān)系求R2的阻值;
(3)由表二知,鍋內(nèi)壓強(qiáng)設(shè)定值p=175kPa,由表一可知鍋內(nèi)溫度為116℃,測出閉合開關(guān)S1到電路中指示燈亮的時(shí)間t,利用W=Pt求消耗的電能(總能量),利用Q=cm△t求水吸收的熱量(有用能量),再利用效率公式求壓力鍋的熱效率.
解答:解:(1)∵p=
F
s

∴鍋內(nèi)氣體對鍋蓋的壓力:
F=ps=121×103Pa×400×10-4m2=4840N;
(2)∵P=
U2
R
,
∴保溫時(shí)電路總電阻:
R=
U2
P
=
(220V)2
20W
=2420Ω,
∵R=R2+RL,
∴R2=R-RL=2420Ω-20Ω=2400Ω;
(3)由表二知道鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)設(shè)定值p=175kPa、壓力鍋的功率為1000W,由表一可知此時(shí)鍋內(nèi)溫度為116℃,測出閉合開關(guān)S1到電路中指示燈亮的時(shí)間t,
壓力鍋消耗的電能:
W=Pt=1000W×t,
水吸收的熱量:
Q=cm△t=cm(116℃-T0),
壓力鍋的效率:
η=
Q
W
×100%=
cm(116℃-T0)
1000W×t
×100%.
答:(1)當(dāng)鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)為121kPa時(shí),鍋內(nèi)氣體對鍋蓋的壓力是4840N;
(2)保溫電阻R2的阻值為2400Ω;
(3)指示燈亮,
cm(116℃-T0)
1000W×t
×100%.
點(diǎn)評(píng):本題為電學(xué)和力學(xué)綜合題,要求靈活運(yùn)用壓強(qiáng)公式、電功率公式、吸熱公式、效率公式.
練習(xí)冊系列答案
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(2007?武漢)如圖甲所示的電路中,電源電壓保持4.5V不變,電壓表量程為0~3V,電流表量程為0~0.6A,燈泡上標(biāo)有“6V 3W”.閉合開關(guān),將滑片P滑到某一位置時(shí),電壓表和電流表的示數(shù)如圖乙所示.則下列說法錯(cuò)誤的是( 。

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(2007?武漢)如圖所示為小明防曬用的太陽能風(fēng)扇涼帽,其銘牌如下:
產(chǎn)品名稱 太陽能風(fēng)扇涼帽
太陽能電池板 由單晶硅太陽能電池串聯(lián)組成
直流電動(dòng)機(jī) 工作電壓:1.2V;工作電流:50mA
在涼帽的前部有一個(gè)太陽能電池板,可將
太陽
太陽
能直接轉(zhuǎn)化為電能,驅(qū)動(dòng)電風(fēng)扇. 風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),加快了汗液表面的空氣流動(dòng),從而加快汗液吸熱
蒸發(fā)
蒸發(fā)
(填物態(tài)變化名稱).在戶外活動(dòng)時(shí),如果涼帽上的風(fēng)扇工作了lh,相當(dāng)于節(jié)省了
216
216
J的電能.

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(2007?武漢)如圖是研究平面鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)裝置,A為玻璃板,B為點(diǎn)燃的蠟燭,C是和 B完全相同但未點(diǎn)燃的蠟燭.我們在玻璃板中看到B的像是因光的
反射
反射
.當(dāng)把C移到B的像所在的位置時(shí),無論怎樣沿水平桌面移動(dòng)蠟燭C都不能使C與B的像完全重合,最有可能的原因是
玻璃板沒有豎直放置
玻璃板沒有豎直放置
.眼睛透過玻璃板看見的“蠟燭C”實(shí)際上是
光的折射所形成的虛像
光的折射所形成的虛像
(選填“光的反射所形成的虛像”、“光的折射所形成的虛像”或“蠟燭C本身”).

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(2007?武漢)如圖所示,甲、乙、丙、丁是四幅實(shí)驗(yàn)裝置圖,對它們解釋合理的是( 。

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