水吸收的热量:
Q=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg?℃)×5kg×(100℃﹣20℃)=1.68×106J; (2)假设电磁炉消耗的电能全部转化成水吸收的热量,即Q=W=1.68×106J; 由P=可得,把上述水烧开需要的时间: t==
=840s。
答:(1)水吸收了1.68×106J的热量; (2)把上述水烧开需要840s时间。
【点评】本题考查了电功与热量的综合计算,涉及到吸热公式、电功率公式的应用,关键是知道1标准大气压下水的沸点是100℃。
27.(4分)小明的奶奶住在农村,她家的过道灯泡在深夜时很容易烧坏。为解决这一问题,小明设计了如图所示的电路,灯泡L1和L2都是“220V 40W”。(设灯泡的电阻不变,电源电压变化忽略不计)
(1)要使灯泡L1正常发光,开关S和S1的闭合情况是怎样的?
(2)断开S1,闭合S,让两灯都发光,深夜灯泡不容易烧掉,请计算电路的总电阻RL和此时L1的实际功率。
【考点】JA:电功率的计算.
【专题】11 :计算题;541:电能和电功率.
【分析】(1)灯泡正常发光时电压等于其额定电压,由此根据电路图分析解答; (2)由P=的实际功率。 【解答】解:
(1)由题知两灯的额定电压均为220V,要使灯泡L1正常发光,应使其两端电压等于220V,由图知,两开关都闭合时,只有L1连入电路,所以它能正常发光;
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计算灯泡电阻从而可得电路的总电阻和总功率,从而可得此时L1
当断开S1,闭合S,两灯串联,两灯电压之和等于220V,此时两灯都不能正常发光; (2)由P=
可得,每个灯泡的电阻:RL=
=
=1210Ω,
断开S1,闭合S,两灯串联,而灯泡L1和L2都是“220V 40W”, 所以电路的总电阻:R=2RL=2×1210Ω=2420Ω; 电路消耗的总功率:P总=
=
=20W,
两灯的电流、电阻均相等,由P=I2R知两灯的实际功率相等, 所以此时L1的实际功率: P1=P总=
=10W。
答:(1)要使灯泡L1正常发光,应同时闭合S和S1;
(2)断开S1,闭合S,电路的总电阻为2420Ω,此时L1的实际功率为10W。 【点评】本题考查了串联电路特点和电功率公式的应用,要知道灯泡正常发光时的电压等于额定电压。
28.(5分)如图所示,一个底面积为100cm2的圆柱体容器(容器壁的厚度忽略不计)放在水平桌面的中央,容器中装有1000g的水。将一个重3N的实心长方体A挂在弹簧测力计上,然后竖直浸入水中,当A有一半浸在水中时,弹簧测力计的读数为2N.(g取10N/kg) (1)此时,A物体受到的浮力为多少? (2)物体A的体积是多少?
(3)当物体A浸没在水中时(容器中的水并未溢出),水对容器底的压强是多大?
【考点】8P:浮力大小的计算;89:液体的压强的计算.
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【专题】11 :计算题;581:压强、液体的压强;583:浮力. 【分析】(1)根据称重法求出长方体浸没时所受的浮力;
(2)根据F浮=ρgV排求出长方体排开水的体积,然后计算长方体的体积; (3)利用密度公式求出水的体积,利用V=Sh可求原来水的高度,再根据物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,利用V=Sh求出水面上升的高度,进而求出水的总高度,然后利用液体压强公式计算压强。 【解答】解:
(1)当A物体有一半浸在水中时所受的浮力: F浮=G﹣F′=3N﹣2N=1N;
(2)由F浮=ρgV排可得,A物体浸入水中的体积: V浸=V排=
=
=1×10﹣4m3,
因A有一半浸在水中,则长方体的体积: VA=2V排=2×10﹣4m3;
(3)根据ρ=可得,物体A浸没在水中前水的体积: V水=
=
=1×10﹣3m3,
则水的深度: h原=
=
=0.1m,
物体A浸没在水中后排开水的体积: V排′=VA=2×10﹣4m3; 水面上升的高度: △h=
=
=0.02m,
则水的总高度:
h=h原+△h=0.1m+0.02m=0.12m, 所以,水对容器底的压强:
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa。
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答:(1)此时,A物体受到的浮力为1N; (2)物体A的体积是2×10﹣4m3;
(3)当物体A浸没在水中时(容器中的水并未溢出),水对容器底的压强是1200Pa。
【点评】本题考查了浮力、压强的计算,综合性强,计算量较大,关键是知道物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等。
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