(2)在标准大气压下,冰的熔化热λ冰。
【答案】(1)冰熔化过程中吸收的热量为1.68×l0J; (2)在标准大气压下,冰的熔化热λ冰为3.36×10J/kg。 【解析】(1)14g酒精完全燃烧放出的热量: Q放=qm′=3×10J/kg×0.014kg=4.2×l0J, 由η=
可得,冰熔化成水共吸收热量:
5
5
7
5
65
Q吸=Q放×η=4.2×l0J×40%=1.68×l0J; (2)则冰的熔化热: λ冰=
=
=3.36×10J/kg。
7
3
3
6
15.已知天然气的热值为3.8×10J/m,水的比热容为4.2×10J/(kg?℃)。求: (1)完全燃烧1.4×10m天然气放出多少热量?
(2)若某天然气灶的效率为60%,则这些天然气可将质量为3.8kg,初温为25℃的水加热到多少℃?(当地的大气压强为1标准大气压) 【答案】(1)天然气放出的热量为5.32×10J; (2)这些天然气可将初温为25℃的水加热到45℃。 【解析】(1)完全燃烧1.4×10m天然气放出的热量: Q放=Vq=1.4×10m×3.8×10J/m=5.32×10J; (2)由η=
可得,水吸收的热量:
5
5
﹣23
7
3
5
﹣23
5
﹣23
Q吸=ηQ放=60%×5.32×10J=3.192×10J; 由Q吸=cm△t可得,水升高的温度: △t=
=
=20℃,
则水的末温度为:t=t0+△t=25℃+20℃=45℃。
16.如图所示,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,R1
=20Ω,滑动变阻器R2的规格为“100Ω 1A”。
(1)闭合开关S1,断开开关S2、S3,电流表示数为0.4A,求电源电压;
(2)闭合开关S3,断开开关S1、S2,滑动变阻器滑片置于中点位置时,电压表的示数为
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4V,求R3的阻值;
(3)闭合开关S1、S2和S3,在不损坏电流表、电压表的情况下,求滑动变阻器R2的阻值取值范围。
【答案】(1)闭合开关S1,断开开关S2、S3,电流表示数为0.4A,电源电压为8V; (2)闭合开关S3,断开开关S1、S2,滑动变阻器滑片置于中点位置时,电压表的示数为4V,R3的阻值为50Ω;
(3)闭合开关S1、S2和S3,在不损坏电流表、电压表的情况下,滑动变阻器R2的阻值取值范围为40Ω~100Ω。
【解析】(1)闭合开关S1,断开开关S2、S3,为R1的简单电路,电流表示数为0.4A, 根据欧姆定律可得,电源电压: U=I1R1=0.4A×20Ω=8V;
(2)闭合开关S3,断开开关S1、S2,R2、R3串联,滑动变阻器滑片置于中点位置时,电压表(测变阻器的电压)的示数为4V,则电路中的电流: I2=
=
=0.08A,
根据串联电路的规律和欧姆定律可得,R3的阻值: R3=
=
=50Ω;
(3)闭合开关S1、S2和S3,R1、R2并联,电压表测电源电压,电流表测干路电流, 根据并联电路各支路互不影响,通过R1的电流为0.4A不变, 电流表的量程为0~0.6A,则干路电流最大为0.6A, 由并联电路电流的规律,通过变阻器的最大电流: I变大=I总大﹣I1=0.6A﹣0.4A=0.2A,
由欧姆定律可得,变阻器连入电路的最小电阻:
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R滑小===40Ω;
当变阻器滑片移动最左端时,变阻器接入阻值最大,总电流最小,没有超过电流表量程,故变阻器的最大电阻为100Ω,
在不损坏电流表、电压表的情况下,滑动变阻器R2的阻值取值范围为40Ω~100Ω。 17.空气质量指数是环境监测的重要指标,下表的空气质量等级是按照空气质量指数A划分的。某兴趣小组自制的空气质量监测仪,用电压表显示空气质量指数,工作原理电路图如图。已知电源电压U=18V,电压表量程为0~15V,定值电阻R0的阻值为100Ω,气敏电阻阻值R与A的关系为R=×10Ω 空气质量指数A 空气质量等级
0?50 优
51?100 良
101?150 151?200 201?300
>300
3
轻度污染 中度污染 重度污染 严重污染
(1)通过计算,判断电压表示数为10V时对应的空气质量等级。
(2)更换定值电阻R0可改变监测仪的测量范围,若要使电压表满偏时对应的空气质量指数A=400,则更换后的定值电阻R′0的阻值应为多大?
【答案】(1)电压表示数为10V时对应的空气质量等级为良; (2)更换后的定值电阻的阻值应为75Ω。
【解析】由电路图可知,R0与R串联,电压表测R0两端的电压。 (1)因串联电路中各处的电流相等,
所以,当电压表示数为10V时,电路中的电流: I=
=
=0.1A,
因串联电路中总电压等于各分电压之和, 所以,气敏电阻R两端的电压: UR=U﹣U0=18V﹣10V=8V, 则此时气敏电阻的阻值:
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R===80Ω,
3
此时的空气质量指数:A=×10Ω=75,
由51<75<100可知,此时空气质量等级为良; (2)空气质量指数A=400时,气敏电阻的阻值: R′=
×10Ω=15Ω,
3
由题意可知,此时电压表的示数U0′=15V,则气敏电阻两端的电压: UR′=U﹣U0′=18V﹣15V=3V, 此时电路中的电流: I′=
=
=0.2A,
则更换后的定值电阻的阻值: R0′=
=
=75Ω。
18.甜甜要制作一个电动航模,需要电动机作为动力源,她找来电吹风,研究了电吹风的工作原理。如图甲,电吹风工作时,可以分别吹出热风和冷风,为了防止温度过高,用一个PTC电阻R0与电阻为50Ω的电热丝R串联,R0的阻值随温度的变化如图乙所示,请回答下列问题:
(1)PTC电阻是由 半导体 材料制成的;电动机的工作原理是 通电导体在磁场中受到力的作用 。
(2)电吹风吹热风时,求电热丝的最大发热功率。
(3)电吹风吹冷风时,通过电动机的电流为1A,工作20s,电动机的机械效率为90%,求电动机线圈电阻。(不计机械摩擦损耗的能量)
【答案】(1)半导体;通电导体在磁场中受到力的作用;
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