
1. 如圖所示,物理科技小組設計的具有防干燒功能的空氣加濕器裝置模型,由控制器和加熱器組成,可在水量不足時自動停止加熱。加熱器有高、低兩個檔位,由開關和加熱電阻絲、組成,,;控制電路電壓恒定,,為壓敏電阻,下方固定一個輕質絕緣形硬質桿,水箱注水后圓柱形浮體豎直上浮,通過形桿對壓敏電阻產生壓力,所受壓力每增加,電阻減小。浮體體積為,質量為??萍夹〗M對加濕器進行測試:向水箱內緩慢注水,當液面上升至浮體體積的浸入水中時,電磁鐵線圈中電流為,此時銜鐵恰好被吸下,加熱器開始工作;當液面上升至浮體體積的浸入水中時,電磁鐵線圈中電流為;當水箱注水量達到最大值時,電磁鐵線圈中電流為。形硬質桿的質量和電磁鐵線圈電阻忽略不計,取,水的密度為,水的比熱容為。
(1)當加熱器處于高檔位時,加熱所產生的熱量全部被的水吸收,水溫升高了25℃。求加熱器的高檔功率和低檔功率;
(2)求浮體體積的浸入水中時受到的浮力和此時壓敏電阻受到的壓力;
(3)求水箱注水量達到最大值時,浮體浸入水中的體積。
2. 圖甲是某型號能設定加熱溫度的家用空氣炸鍋,其簡化電路如圖乙所示,它是通過電熱絲R1來加熱空氣,從而加熱食物,達到設定加熱溫度后,斷開開關。求:(1)將5×10-3kg的空氣從20℃加熱到200℃需要吸收的熱量。c空氣取1.0×103J/(kg·℃);
(2)工作電路中電熱絲R1與指示燈支路并聯(lián)。已知R1的額定電壓為220V,額定功率為1210W。正常工作時,工作電路的總電流為5.55A,此時指示燈支路消耗的功率;
(3)控制電路電源電壓恒定,通過調節(jié)變阻器R3接入電路的阻值來設置加熱溫度,電阻R2置于溫度監(jiān)測區(qū)域,它的阻值隨溫度變化的關系如圖丙所示。當加熱溫度設定為150℃,即R3的阻值調為100?時,閉合開關S,電磁繼電器(不計線圈的電阻)的銜鐵被吸下,工作電路接通,開始加熱;直到溫度達到150℃時,銜鐵向上彈起,停止加熱。則當R3的阻值調為80?時,對應的加熱溫度設定為多少?
3. 圖甲是某小區(qū)電梯的結構示意圖,它是由轎廂(500kg)、配重(400kg)、滑輪、纜繩、鋼絲繩和電動機組成,繩重和摩擦忽略不計。為了安全,電梯設置了超載自動報警系統(tǒng),如圖乙。閉合控制開關,電梯沒有超載時,觸點與B接觸,再閉合運行開關S2,電動機正常工作:超載時(即控制電路中的電流),觸點與A接觸,電鈴發(fā)出報警鈴聲,即使閉合S2,電動機也不工作??刂齐娐冯娫措妷簽?2V,電磁鐵線圈電阻不計,轎廂內底而壓力傳感器的阻值與它所受壓力F的關系如圖丙所示,當受到2000N壓力時,與定值電阻的功率之比為。
(1)該電梯空載靜止時,與轎廂相連的纜繩對轎廂的拉力為___________N。
(2)用筆畫線代替導線,將圖乙中的電動機和電鈴連入電路。(導線不能交叉)( )
(3)該電梯的最大載重量(轎廂內人和貨物的總重)為多少N?( )
(4)若每層樓高度3m,平均每人重600N,該電梯將8人從一樓運送到六樓,求電機牽引轎廂的鋼絲繩做的功(此過程作勻速直線運動處理)。( )
4. (2022江蘇無錫)家用食具消毒柜是對家庭餐具進行消毒、烘干生活健康器具。某品牌消毒柜的電路原理圖如圖所示,下表是它的部分參數,消毒電路由S1、紫外線燈管L、發(fā)熱管R1、溫控開關K組成,K開始時處于閉合狀態(tài),當柜內溫度超過120℃時斷開,當溫度降到120℃以下時自動閉合,烘干電路由S2、發(fā)熱管R2、電磁繼電器開關組成,其中R2正常工作時的功率為烘干功率,烘干時,當電磁鐵線圈中的電流達到0.02A,銜鐵被吸起,觸點D、E斷開:當電磁鐵線圈中電流減小到0.01A,銜鐵被釋放,觸點D、E重新接觸,使烘干溫度維持在55℃~85℃控制電路電壓U=6V,R3是定值電阻,RT是熱敏電阻,其溫度與消毒柜內溫度相同,阻值隨溫度升高而減小,電磁鐵線圈的電阻忽略不計。
某次使用時,將餐具放人消毒柜內,關閉好柜門,將插頭插人家庭電路的插座中,電壓為220V。閉合開關S、S1,對餐具消毒15min;斷開開關S1,閉合S、S2、S3,再烘干60min。
(1)若為該消毒柜寫一份使用時的安全注意事項,其中錯誤的是__________A.禁止用潮濕的手操作
B.消毒柜的金屬外殼不需要接地
C.消毒時切勿將塑料等不耐高溫的食具靠近R1
D.嚴禁在無保護條件下,直視正在工作中的紫外線燈管
(2)烘干期間,當消毒柜內溫度為55℃時,控制電路中RT的阻值為500Ω,則當消毒柜內溫度為85℃時,RT的阻值為多少__________?
(3)若本次消毒、烘干電路實際消耗的電能為,其中,消毒時,L和R1同時正常工作時通過消毒電路的總電流為1A;烘干時,R2實際工作時間為總烘干時間的20%。則R1=____________Ω,R1實際工作時間為__________min。
5.某電熱水器具有加熱和保溫功能,其工作原理如圖甲所示。其中控制電路中的電磁鐵線圈電阻不計,R為熱敏電阻,熱敏電阻中允許通過的最大電流Ig=15mA,其阻值R隨溫度變化的規(guī)律圖象如圖乙所示,電源電壓U恒為6V,當電磁鐵線圈中的電流I>8mA時,電磁鐵的銜鐵被吸下,繼電器下方觸點a、b接觸,加熱電路接通:當電磁鐵線圈中的電流I≤8mA時,繼電器上方觸點c接觸,保溫電路接通,熱敏電阻R和工作電路中的三只電阻絲R1、R2、R3,均置于儲水箱中,U2=220V,加熱時的功率P加熱═2200W,保溫時的功率P保溫=110W,加熱效率η=90%,R2=2R1,水的比熱容,c水=4.2×103J/(kg?℃),水箱內最低溫度為0℃。
(1)為使控制電路正常工作,保護電阻R0的阻值至少為多大?若R0為該值,試求熱水器剛開始保溫時水的溫度。
(2)電阻絲R1、R2、R3的阻值分別為多少歐姆?
(3)該熱水器在加熱狀態(tài)下,將44kg、20℃的水加熱到50℃需要多少時間?額定電壓
220V
紫外線燈管功率
20W
烘干功率
500W
烘干溫度
55℃-85℃
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