解题思路:(1)知道煤油的质量、煤油温度的升高值、煤油的比热容,利用吸热公式求烧瓶A中煤油吸收的热量;(2)由题知,两烧瓶中煤油的质量相等,升高温度的大小关系,根据吸热公式得出吸收热量的关系,而电阻丝产生的热量全部被煤油吸收,再根据焦耳定律Q=I2Rt分析得出两电阻的大小关系;(3)求出了烧瓶A中煤油吸收的热量,利用焦耳定律求出此时电路中的电流,两电阻阻值以求出,根据串联电路的欧姆定律求出总电压(电源电压),在根据P=UI求总功率.
(1)烧瓶A中煤油吸收的热量:
QA=cm△tA
=2.1×103J/(kg•℃)×0.1kg×(24℃-20℃)=840J;
(2)∵两烧瓶中煤油的质量mA=mB、△tB=[1/2]△tA,
∴烧瓶B中煤油吸收的热量:
QB=[1/2]QA=[1/2]×840J=420J;
∵Q=I2Rt,两电阻丝RA、RB串联,
∴RB=[1/2]RA=[1/2]×4Ω=2Ω;
(3)由QA=I2RAt得电路中的电流:
I=
QA
RAt=
840J
4Ω×210s=1A,
电源电压:
U=I(RA+RB)=1A×(4Ω+2Ω)V=6V.
电路消耗的总功率:
P=UI=6V×1A=6W.
答:(1)在此过程中烧瓶A中煤油吸收的热量为840J;
(2)烧瓶B中电阻丝的阻值2Ω;
(3)电源的电压为6V,电路消耗的总功率6W.
点评:
本题考点: 电功与热量的综合计算;热量的计算;电阻的串联;电功率的计算;焦耳定律的计算公式及其应用.
考点点评: 本题考查了学生对密度公式、吸热公式、欧姆定律、电功率公式、焦耳定律公式的掌握和运用,是一道电学与热学的综合应用题,属于难题.