一位同学对家里饮水机的工作情况进行了调查：饮水机加满水通电后-优题课

一位同学对家里饮水机的工作情况进行了调查：饮水机加满水通电后有加热和保温两种交替工作状态(由机内温控开关S自动控制)；从该机说明书上收集到如下数据：加热器额定电压为220V，额定功率为500W；机内盛水容器的容积为5dm³。调查发现：正常加热时，在不从饮水机取水的情况下，水温由85℃开始再次加热，经过8min水温升到95℃时停止加热，该机简化电路如图19所示。
（1）请分析说明：温控开关S断开时，饮水机是处于加热还是保温状态?
（2）正常加热时，求加热器电阻R₂的阻值及通过的电流。
（3）在8min的加热过程中消耗电能为多少?机内容器中水的内能增加了多少?并简要说明它们不同的原因。[C_水=4．2×10³J／(kg·℃)]

科目物理题型计算题难度较难

知识点：电功与电能的计算电功率的计算热量的计算

如图甲所示，柱形薄壁容器的底面积为 $500 c m^{2}$ ，内装深度大于 $10 cm$ 的某种液体。物体 $C$ 是一个体积为 $1000 c m^{3}$ 的均匀正方体，质量为 $600 g$ ，在液体中静止时，有 $\frac{2}{5}$ 体积露出液面。另有 $A$ 、 $B$ 两个实心长方体，其中 $A$ 的重力为 $2 N$ ； $B$ 的重力为 $5.4 N$ ，体积为 $200 c m^{3}$ ，底面积为 $50 c m^{2}$ ． $(g = 10 N / kg)$ 求：

（1）物体 $C$ 受到的重力是多少？

（2）液体的密度是多少？

（3）把 $A$ 单独放在物体 $C$ 上表面中心位置，物体 $C$ 静止时如图乙所示。放置物体 $A$ 前后，容器底受到液体压强的变化量是多少？（此过程中液体没有溢出）

（4）把 $B$ 单独放在物体 $C$ 上表面中心位置，当物体 $C$ 静止时，物体 $B$ 对物体 $C$ 的压强是多少？

如图甲所示电路，电源电压不变，小灯泡 $L$ 上标有“ $3.6 V 0.3 A$ ”字样，其 $I - U$ 图象如图乙所示。当闭合 $S_{1}$ 、断开 $S_{2}$ ，滑片移到某点 $a$ 时， $R_{0}$ 两端电压为 $10 V$ ，电流表示数为 $I_{a}$ ，变阻器消耗的功率为 $P_{a}$ ；当闭合 $S_{2}$ 、断开 $S_{1}$ ，滑片移到某点 $b$ 时，小灯泡正常发光，电流表示数为 $I_{b}$ ．变阻器消耗的功率为 $P_{b}$ ．已知 $P_{a} : P_{b} = 25 : 27$ ， $I_{a} : I_{b} = 5 : 3$ ．求：

（1）小灯泡正常发光时的电阻是多少？

（2）当闭合 $S_{2}$ 、断开 $S_{1}$ ，移动滑片使电流表示数为 $0.1 A$ ，通电 $1 \min$ 电流通过小灯泡所做的功是多少？

（3）电源电压是多少？

利用燃烧酒精给水加热，使质量为 $2 kg$ 的水温度升高 $30^{°} C$ ． $c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{\circ} C})$ ， $q_{酒精} = 3.0 \times 10^{7} J / kg$ 。

（1）求水吸收的热量是多少 $J$ ？

（2）若完全燃烧酒精产生的热量全部被水吸收，则需要完全燃烧多少 $kg$ 的酒精？

如图甲电路中，电源电压保持不变， $R_{0}$ 、 $R_{1}$ 均为定值电阻， $R_{2}$ 为滑动变阻器。闭合开关 $S$ ，改变 $R_{2}$ 的阻值，两电压表示数与电流表示数变化关系如图乙，当滑片在 $b$ 端时电流表示数为 $0.3 A$ 。

（1）求 $R_{2}$ 的最大阻值。

（2）若滑片置于变阻器的中点位置， $R_{2}$ 消耗的电功率为 $0.8 W$ ，求电源电压 $U$ 和 $R_{0}$ 的阻值。

（3）若滑动变阻器滑片每移动 $1 cm$ ，阻值改变 $1 Ω$ ，设滑片从 $a$ 端向 $b$ 端滑动的距离为 $xcm$ ，写出 $R_{2}$ 消耗的电功率 $P$ 随 $x$ 变化的关系式，并由此关系式求出 $R_{2}$ 消耗电功率的最大值。

美丽乡村建设中，工人用起吊装置提升建筑材料，如图。某次把质量为 $200 kg$ 的材料匀速提升 $6 m$ ，用时 $15 s$ ，消耗电能 $1.5 \times 10^{4} J$ ． $g$ 取 $10 N / kg$ 。求这次匀速提升材料过程中：（不计绳与滑轮之间的摩擦）

（1）材料所受拉力 $F$ 的大小；

（2）拉力 $F$ 对材料做功的功率；

（3）该装置的效率。