三、实验与探究题
15.晚上,婷婷自己在家,她把空调、电视机都开着,厨房里的微波炉正在加热中午剩下的“比萨”饼,“对了!再用电热水壶烧点水喝吧。”婷婷刚一插上电水壶,家里的保险丝就断了,请回答以下问题:
(1)电热水壶是利用电流的 效应工作的,它工作时将电能转化成 能,婷婷家里保险丝断熔断的原因是 ;
(2)在黑暗中,婷婷想:为什么电热水壶可以将水烧开,而与它相连的导线却一点也不热?答:因为电热水壶和导线 联(选填“串”或“并”),通过它们的电流 (选填“相等”或“不相等”),电热水壶的电阻比导线 (选填“大”或“小”),根据公式 可知,当 一定时,电流产生的热量与导体的电阻成正比例,因此电热水壶可以将水烧开,而与它相连的导线却一点也不热;
(3)婷婷修好了保险丝,婷婷想知道电热水壶的有关问题,她找出了说明书,数据如下: 型 号 LCJ-27
请帮婷婷计算一下电热水壶正常工作时的电流和电阻,如果烧开一壶水大概要15min,那么烧开一壶水需要消耗 J电能?
16.小明同学在“测定小灯泡的功率”的实验中,所用小灯泡的额定电压是2.5V,电路原理图和实物图如图13-7所示。按实验要求,他测出了一组实验数据,并记录了小灯泡亮度的变化情况,结果如下表所示:
额定电压 220V 额定功率 600W 加热方式 电发热 壶体容积 800mL 外 形 170×170×195cm 3
电压/V 电流/A 亮度变化
(1)请你用笔画线代替导线,将实物图连接完整,则小灯泡额定功率是 W。
(2)闭合开关,接通电路后,电流表、电压表工作正常,示数均不为零。移动滑动变阻器滑片,发现电流表和电压表指针不随着发生变化,则可能的原因是 。
(3)改正电路后进行实验,测得某次实验结果如图13-8所示,此时电流表的示数为 A,电压表的示数为 V。
2.00 2.50 2.80 0.27 0.30 0.32 暗→亮
(4)在实验(3)中,你认为该同学的实验操作不妥之处是 ,改进的办法是 。还可以发现小灯泡的电阻随温度的升高而 。
(5)小明完成实验整理好器材离开后,他的伙伴小刚接着做同样的实验,小刚合理地连接好电路,并按正确的顺序操作,但闭合开关后灯不亮,聪明的小刚猜想有下面几种可能:A.可能是灯丝断了;B.可能是变阻器断路;C.可能是小灯泡短路;D.可能是电流表断路。
根据小刚的猜想,借助图中电流表和电压表验证小刚的猜想,将电压表、电流表示数情况填入下表。
猜想 如果A成立 如果C成立
(6)小刚解决疑问后,忽然发现电压表0~3V档量程已损坏,小刚仍想测出小灯泡的额定功率。他仔细观察电路,发现电源电压为6V,请你帮小刚设计一个电路,把电路图画在虚线框内。按照新设计的电路图,在测定小灯泡的额定功率时,应调节滑动变阻器,使电压表读数为 V。
电流表的读数将 电压表的读数将
四、计算与应用题
17.在某一温度下,两个电路元件A和B中的电流与两端电压的关系如图13-9所示。
(1)由图可知,元件 中的电流与它两端电压之间的关系遵循欧姆定律。
(2)将A和B并联后接在电压为2.0V的电源两端,求元件A的电功率及通过A和B的总电流。
18.摩托车有左、右两个转向灯L左、L右,它们的规格均为“6V 9W”,仪表上另有转向指示灯L,规格为“6V 1W”,电源电压为6V。当开关拨至左边时,L左正常发光,提醒行人摩托车将要往左转,而另一侧的L右与L组成如图13-10所示的电路,L发光用来提示司机L左亮了,但此时L右不发光,把开关拨至右边时的道理和左边一样。求:
(1)分别求出转向指示灯L和转向灯L左、L右正常工作时的电阻;
(2)求出图13-10中通过L右和L的电流(不计温度对灯丝电阻的影响)
(3)图13-10中,L右虽有电流通过,但不发光,试通过计算说明此时L右不发光的原因。
19.下表是某电辅式太阳能热水器的部分参数,夏天用温度为20℃的水将保温桶充满.假设热水器接收到的太阳能有50%被水吸收,在最好的日光充分照射下,试求:
保温桶容积L 采光面积 水温(℃) 电热管
(1)当水温恰好达到最高时,需要多少太阳能?
夏天 冬天 150 2.5 45—90 40—60 220V 2000W (2)若晚间无阳光时用电热管加热,达到同样要求,在电热管不计热量损失的情况下需热多长时间?
(3)请简要说出一条太阳能热水器的优点。