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    在学校创新比赛中，小亮同学设计了一个多档位的电热水器。图甲所示是他设计的电热水器的工作电路图，R1和R2是两根电热丝。他设计的旋转开关如图乙所示，旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的边缘依次有共10个金属触点（在图乙中用“○”表示，“○”中标有1、2、3、4编号，编号相同的触点用导线连接）。可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将相邻的触点连接。例如，图乙中，旋钮上的箭头指向图中位置D，此时，金属滑片将1、2两触点接通，同时另一端也将3、4两触点接通。当旋钮上的箭头指向A、B、C、D不同位置时，可以实现四档加热功率。他设计的四档加热功率如下表所示：

    1．如果要实现旋转开关沿某个方向转动时，加热功率依次递减或递增，通过计算，分析说明电热丝R1和R2的阻值应该分别为多大?旋钮上的箭头指向A、B、C、D不同位置时，分别对应哪一档加热功率?
    2．小亮根据计算结果，借助电池组、电压表和电流表分别截取了电阻大小符合要求的两根电热丝，并按电路图连接好。经检查无误后，小亮将电热器接入家庭电路，同时借助电能表和手表测量电热器在不同档位工作时实际消耗的电功率，结果发现每一档的实际功率均小于按照电热丝电阻值计算的结果，测量后发现电源电压为220V。请简单解释产生这种偏差的原因。
    3．使用中他发现水温开始升高较快，后来水温升高越来越慢，最后甚至会保持某个温度不再升高，此时水并没有沸腾。并且选择加热档位功率越小，水能够达到的最高温度越低，这是为什么?
    1.R1＝73.3Ω，R2=110Ω；当旋钮上的箭头指向A位置时，低温档264W；B位置，中温1档440W；C位置，中温2档660W；D位置，高温档1100W。
    2．电热丝的电阻会随温度而变化。在借助电池组、电压表和电流表截取一定阻值的电热丝时，电热丝消耗的功率很小，一定时间内产生的热量少，故温度低，此时电阻小；当电热丝接入家庭电路工作时，消耗的电功率较大，一定时间内产生的热量多，温度升高显著，电阻变大明显：由公式可知，此时消耗的电功率比测得的电阻计算的电功率要小一些。
    3.加热功率越小，单位时间内产生的热量越少，达到上述平衡时与环境的温差越小，所以水能达到的最高温度越低。

    试题分析：（1）由图可知：
    D位置电路消耗的功率最大：，
    C位置电路消耗的功率：，
    故，
    B位置电路消耗的功率：，
    故，
    A位置电路消耗的功率：．
    （2）电热丝的电阻会随温度而变化．
    在借助电池组、电压表和电流表截取一定阻值的电热丝时，电热丝消耗的功率很小，一定时间内产生的热量很少，故温度低，此时电阻小；当电热丝接入家庭电路工作时，消耗的电功率较大，一定时间内产生的热量多，温度升高显著，电阻变大明显；由公式可知，此时消耗的电功率比测得的电阻计算的电功率要小一些．
    （3）电热器在给水加热时，由于水在吸热的同时还在散热（向空气传递热量、蒸发吸热），并且随着水温的升高，水温与环境温度差增大，热传递的速度加快、水蒸发时吸热的速度也在加快，导致水的温度升高减慢；当散失的热量与从电热丝吸收到的热量平衡时，水温就不再升高了．
    加热功率越小，单位时间内产生的热量越少，达到上述平衡时与环境的温度差越小，所以水能达到的最高温度越低．
    点评：本题考查了电功率公式和热平衡的应用，关键是公式及其变形式的灵活运用，难点是选择档位变化时电路的判断和读懂题意、联系题目的信息进行相关计算．
    练习册系列答案
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    科目：初中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图所示，电路中电源电压和灯L的电阻保持不变，定值电阻R=20Ω，灯L标有“8V  6.4W”字样，电流表用0～0.6A量程，电压表用0～15V量程．

    （1）灯泡L的电阻为多少？
    （2）开关S1闭合，S2、S3断开时，电压表的示数为6V，电源电压为多少？
    （3）将滑动变阻器的滑片移到b端，闭合开关S1、S2、S3时，电流表的示数为0.6A，滑动变阻器的最大电阻为多少？
    （4）当开关S2闭合，S1、S3断开，在确保电路安全的情况下，当电路消耗的功率最大时，滑动变阻器消耗的功率是多少？

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    科目：初中物理 来源：不详 题型：计算题

    小明用图甲所示的电路，研究通过导体的电流与导体电阻的关系．电源电压恒为6V．实验过程中，他做了六次实验，每次改变电阻箱R'，的阻值后．通过调节滑动变阻器始终保持R'两端的电压不变，记下相应的电流值．根据记录的六组数据，他在方格纸上描出了电流I与电阻箱阻值R'的关系图线，如图乙．
     
    （1）记录第一组数据时，电阻箱R'的阻值为4Ω，此时电流表示数是多少?
    （2）小明在实验过程中．控制电阻箱R'两端的电压是多大?
    （3）记录第二组数据时，小明记下电流表的示数为0.4 A，此时电阻箱消耗的功率是多少?滑动变阻器接入电路中的电阻是多大?
    （4）记录第四组数据时，电阻箱和滑动变阻器消耗的功率之比是多少?

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    科目：初中物理 来源：不详 题型：计算题

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    （2）铅酸蓄电池最多能储存多少千瓦时的电能?
    （3）如果太阳光照射到地面时的辐射功率为1000J/（s·m2）（每一秒钟辐射在每1平方米上的光能为1000J），太阳能电池光电转换率为8％，则太阳能电池板的面积为多大？

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    山区某工地方程式时，照明电路需用导线从离工地250m处的电源引来，工地上要用一只“220V　100W”和一只“220V　200W”的灯泡来照明，所用导线的电阻为0.018Ω/m，如果电源两端的电压为220V，且保持不变，试求照明时导线上所消耗的功率和每只灯泡实际所消耗的功率。（计算时不考虑灯丝电阻的变化，数值只取整数，小数可四舍五入）

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    A．电源电压为15V
    B．L2正常发光时，电路中的电流为2A
    C．要使L1正常发光，滑动变阻器接入电路的阻值应为3Ω
    D．当灯L1、L2分别正常发光时，两次电路的总功率之比为4:3

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    （2）若将定值电阻R2与白炽灯L串联后，接在电压为3.5V的电路中，则灯泡的实际功率是多少？电阻R2在5分钟内产生的热量是多少？
    （3）若将定值电阻R1与特殊电子元件E并联后接在电压为3V电路中，电路消耗的总功率是多少？

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    科目：初中物理 来源：不详 题型：单选题

    在图所示的电路中两只电压表完全相同，其指针均指在刻度盘的中央，以下判断正确的是（  ）
    A．通过R1的电流大于通过R2的电流
    B．R1两端的电压等于R2两端的电压
    C．R1的阻值小于R2的阻值
    D．R1消耗的功率大于R2消耗的功率

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