19. 图16(a)是小红家一台快速电热水壶,铭牌如图16(b)。为了测量它烧水时的实际功率,小红和父亲合作进行了如下实验:关掉家里所有用电器,将该电水壶装了0.6 kg、20 ℃的水,接入家庭电路中,闭合壶的开关,测得壶中的水从20 ℃上升到100 ℃所用的时间是4 min。同时观察到家中电能表转过的转数正好为90转。水的比热容:$c=4.2×10^{3}J/(kg·℃)$。请根据相关信息求:

(1)电水壶中水吸收的热量是J。
(2)电水壶烧水的实际功率是W。
(3)电水壶加热的效率是。

解：
(1) 水吸收的热量：
$ Q_{\mathrm{吸}} = cm(t - t_0) $
$ = 4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×0.6\ \mathrm{kg}×(100℃ - 20℃) $
$ = 2.016×10^5\ \mathrm{J} $
(2) 电水壶消耗的电能：
$ W = \frac{90\ \mathrm{r}}{1500\ \mathrm{r/kW·h}} = 0.06\ \mathrm{kW·h} = 0.06×3.6×10^6\ \mathrm{J} = 2.16×10^5\ \mathrm{J} $
加热时间 $ t = 4\ \mathrm{min} = 240\ \mathrm{s} $
实际功率：
$ P = \frac{W}{t} = \frac{2.16×10^5\ \mathrm{J}}{240\ \mathrm{s}} = 900\ \mathrm{W} $
(3) 电水壶加热的效率：
$ \eta = \frac{Q_{\mathrm{吸}}}{W}×100\% = \frac{2.016×10^5\ \mathrm{J}}{2.16×10^5\ \mathrm{J}}×100\% ≈ 93.3\% $
答：(1) 电水壶中水吸收的热量是$ 2.016×10^5 $J；
(2) 电水壶烧水的实际功率是900W；
(3) 电水壶加热的效率是93.3%。

20. 如图17是一个扬声器构造示意图,线圈通过的电流是方向不断的交变电流,当线圈通过图中所示的电流时,线圈受磁铁的作用向左运动,当线圈通过相反方向的电流时,线圈受磁铁的作用向运动,线圈不断地来回,带动纸盆也来回,扬声器就发出声音。

解：
线圈通过的电流是方向不断$\boldsymbol{变化}$的交变电流，当线圈通过相反方向的电流时，线圈受磁铁的作用向$\boldsymbol{右}$运动，线圈不断地来回$\boldsymbol{振动}$，带动纸盆也来回$\boldsymbol{振动}$，扬声器就发出声音。

五、实验探究题(共22分)
21. 如下图18所示的实验装置,是用来研究(填“电流磁效应”“电磁感应现象”或“磁场对通电导线的作用”)的。
①实验中如果将导线ab向右移动,接通电源,会发现灵敏电流计指针向右偏转。

②实验中如果将导线ab向左移动,接通电源,会发现灵敏电流计指针向偏转。
③实验中如果将导线ab不动,按照①,将磁极对调,接通电源,会发现灵敏电流计指针向偏转。
由上述实验可知感生电流的方向与和有关。

解：
该实验装置是用来研究电磁感应现象的。
② 实验中如果将导线ab向左移动，接通电源，会发现灵敏电流计指针向左偏转。
③ 实验中如果将导线ab不动，按照①，将磁极对调，接通电源，会发现灵敏电流计指针向左偏转。
由上述实验可知感生电流的方向与导体切割磁感线的方向和磁场方向有关。

22. 如图19甲是“测定小灯泡的功率”实验的电路图。图19乙是实验所需的电路元件,其中电源为三节新的干电池,灯泡的额定电压为2.5 V,灯丝的电阻约为10欧姆,滑动变阻器上标有“10 W 1.5 A”字样。

(1)用笔画线代替导线,对照电路图将电路元件连成实验电路。(注意电流表、电压表量程选择)
(2)一位同学连好电路后,合上开关时发现灯泡不亮,电流表无读数,但电压表有读数,请对照实验电路图(图甲)分析,电路的故障是 ()
A. a、b间断路
B. c、d间断路
C. e、f间断路
D. e、f间短路
(3)另一位同学正确连接好电路后,合上开关时发现灯光特别亮,这说明他在闭合开关前没有
。
(4)为了测定灯泡的额定功率,应调节,使电压表的读数为V,如果此时电流表的读数如图20所示,则该灯泡的额定功率是。

解：
(1) 实物电路连接：
电压表选用0~3V量程，并联在小灯泡两端；电流表选用0~0.6A量程，串联在电路中；
从电源正极出发，依次连接开关、电流表、小灯泡、滑动变阻器（采用“一上一下”接线方式），最后回到电源负极；电压表的正接线柱接小灯泡左端，负接线柱接小灯泡右端。
(2) C
(3) 将滑动变阻器的滑片调到最大阻值处
(4) 滑动变阻器；2.5；0.5W