题目:
小明家有一个电热水壶,其铭牌信息如下表所示。小明想通过测量电热水壶的电阻来计算电热水壶的功率。
| 型号 | 额定电压 | 额定功率 | 额定容量 | 电源频率 | 电阻(Ω) |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| HY-1 | 220V | 1kW | 5L | 50Hz | R1 |
已知水的比热容为4.2 × 10³J/(kg·℃),烧水时环境温度为25℃,气压为标准大气压。求:
1. 电热水壶正常工作时的电流;
2. 电热水壶正常工作时的电阻;
3. 将质量为m的水从初温t_{0}加热到t℃,水吸收的热量;
4. 电热水壶加热水的效率。
例题:
【分析】
根据电热水壶的铭牌求出额定电压和额定功率,根据欧姆定律求出正常工作时的电流;根据欧姆定律求出电热水壶的电阻;根据热量公式求出水吸收的热量;根据效率公式求出电热水壶加热水的效率。
【解答】
($1)$由题意可知,电热水壶正常工作时的电压为$U = 220V$,功率为$P = 1kW = 10^{3}W$,由$P = UI$可得,正常工作时的电流:$I = \frac{P}{U} = \frac{10^{3}W}{220V} \approx 4.5A$;
($2$)由$I = \frac{U}{R}$可得,电热水壶的电阻:$R = \frac{U^{2}}{P} = \frac{(220V)^{2}}{10^{3}W} = 48.4\Omega$;
($3$)水的质量为$m = \rho Vt_{0} = 1.0 \times 10^{3}\text{ }kg/m^{3} \times 5 \times 10^{- 3}{\text{ }m}^{3} \times (100^{\circ}C - 25^{\circ}C) = 3.75\text{ }kg$,水吸收的热量:$Q_{吸} = cm(t - t_{0}) = 4.2 \times 10^{3}\text{ }J/(kg \cdot^{\circ}C) \times 3.75\text{ }kg \times (t - 25^{\circ}C) = (4.2 \times 10^{4}\text{ }J)$;
($4$)电热水壶加热水的效率:$\eta = \frac{Q_{吸}}{W_{电}} \times 100\% = \frac{Q_{吸}}{Pt} \times 100\% = \frac{4.2 \times 10^{4}\text{ }J}{1 \times 10^{3}\text{ }W \times t} \times 100\% = (42\% - t)$。
答:略。
题目:初中物理电路力学题目
小明家有一个电热水壶,其额定电压为220V,额定功率为1kW。为了测量电热水壶在正常工作时的电阻,小明将一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器连接成如图所示的电路。
(1)请用笔画线代替导线,将图中的电路连接完整(要求滑动变阻器的滑片向右移动时接入电路的电阻变大);
(2)小明在实验中观察到电流表的示数突然变大,电压表的示数突然变小,则电路中可能出现的故障是_________;
(3)小明在实验中观察到电流表的示数突然变小,电压表的示数突然变大,则滑动变阻器接入电路的阻值变化情况是_________;
(4)小明在实验中观察到电流表的示数为0.4A,电压表的示数为22V,则此时电热水壶的实际功率是_________W。
【分析】
(1)滑动变阻器应串联在电路中,且滑片向右移动时接入电路的电阻变大,故应将滑动变阻器的左下方接线柱接入电路;
(2)电流表示数突然变大,说明电路中某处电阻变小,电压表示数突然变小,说明滑动变阻器连入电路的电阻变大,故故障可能是滑动变阻器断路或电热水壶短路;
(3)电压表示数突然变大,说明滑动变阻器连入电路的电阻变小;
(4)电热水壶的实际功率$P = UI = 220V \times 0.4A = 88W$。
【解答】
(1)见右图
(2)滑动变阻器断路或电热水壶短路
(3)接入电路的电阻变小
(4)88W
初中物理电路力学题目和相关例题常见问题
题目:
1. 以下哪种情况会引起电路中电流的变化?
A. 改变电源的电压
B. 改变电源的电流
C. 改变电源的电阻
D. 改变电源的频率
例题:
假设有一个简单的电路,其中有一个定值电阻R和一个滑动变阻器。当滑动变阻器的电阻增大时,下列哪个量会发生变化?
A. 电路中的总电阻
B. 电路中的总电流
C. 定值电阻两端的电压
D. 定值电阻的功率
答案:
根据欧姆定律,当滑动变阻器的电阻增大时,总电阻增大,总电流减小。由于电源电压不变,所以定值电阻两端的电压也会随之减小。因此,正确答案是C和D。
常见问题:
1. 如何理解电路中的电流、电压和电阻之间的关系?
2. 如何根据欧姆定律计算电路中的电流、电压和电阻?
3. 什么是串联电路和并联电路?它们有什么区别?
4. 如何理解电源的电动势和内阻?它们对电路有何影响?
5. 什么是短路和断路?它们在电路中如何影响电流和电压?
6. 如何分析复杂电路?有哪些基本方法?
7. 如何选择合适的电器元件(如电阻、电容、电感)来构建合适的电路?
8. 如何使用万用表等工具进行电路测试和测量?有哪些注意事项?
9. 如何理解交流电和直流电的区别?它们在电路中如何影响电流和电压?
10. 在实际应用中,如何考虑电路的安全性和效率?有哪些常见的安全问题和解决方法?
