各种家用电器进入了普通家庭后，楠楠同学统计出家里现有家用电器-优题课

各种家用电器进入了普通家庭后，楠楠同学统计出家里现有家用电器及其额定功率分别如下：（额定电压均为220伏）

（1）楠楠同学家安装的电能表如图所示，问她家里的电路能承受的用电器的最大功率是多少？简要写出计算过程。

（2）楠楠家想再买一个900瓦的电热水器，请你分析一下，新增加这个用电器后，可能会出现什么现象？通过计算说明理由。她家的用电器在使用过程中应注意什么？

科目物理题型计算题难度中等

知识点：电能的输送

如图所示， $A$ 为直立固定的柱形水管，底部活塞 $B$ 与水管内壁接触良好且无摩擦，在水管中装适量的水，水不会流出。活塞通过竖直硬杆与轻质杠杆 $OCD$ 的 $C$ 点相连， $O$ 为杠杆的固定转轴，滑轮组（非金属材料）绳子的自由端与杠杆的 $D$ 端相连，滑轮组下端挂着一个磁体 $E$ ， $E$ 的正下方水平面上也放着一个同样的磁体 $F$ （极性已标出）。当水管中水深为 $40 cm$ 时，杠杆恰好在水平位置平衡。已知 $OC : CD = 1 : 2$ ，活塞 $B$ 与水的接触面积为 $30 c m^{2}$ ，活塞与硬杆总重为 $3 N$ ，每个磁体重为 $11 N$ ，不计动滑轮、绳重及摩擦。 $(g = 10 N / kg$ ， $ρ_{水} = 1.0 \times 10^{3} kg / m^{3})$ 求：

（1）水管中水对活塞 $B$ 的压强。

（2）绳子自由端对杠杆 $D$ 端的拉力。

（3）磁体 $F$ 对水平面的压力。

如图所示，某家用电器具有加热、保温的功能。用电器发热电阻 $R$ 的额定电压为 $220 V$ ，额定功率为 $605 W$ ．加热时，按下温控开关 $S$ 与 $a$ 、 $b$ 接触，此时红色指示灯亮；当达到一定温度时，温控开关 $S$ 自动跳接到 $c$ ，使用电器处于保温状态，此时绿色指示灯亮。红灯标有“ $6 V 1.5 W$ ”、绿灯标有“ $12 V 3 W$ ”的字样，用电器工作时两灯均正常发光（虚线框内为用电器的加热和保温装置）。请根据以上信息解答下列问题：

（1）电阻 $R_{1}$ 的作用。

（2）当用电器处于加热状态时，加热装置 $1 \min$ 消耗的电能。

（3）该用电器在保温状态时，保温装置的发热功率和电阻 $R_{2}$ 的阻值。

如图甲所示的电路中，电源电压为 $5 V$ 且保持不变，电流表量程为 $0 ~ 0.6 A$ ，电压表量程为 $0 ~ 3 V$ ， $R_{1}$ 为滑动变阻器，由实验得到定值电阻 $R_{0}$ 的电流与电压关系的图像如图乙所示，定值电阻 $R_{2}$ 的阻值为20欧，在仪表安全工作的情况下：

（1） $R_{0}$ 的阻值是多少？

（2）当开关 $S_{1}$ 闭合， $S_{2}$ 和 $S_{3}$ 都断开，调节滑动变阻器 $R_{1}$ 使电压表示数为 $3 V$ 时，滑动变阻器 $R_{1}$ 接入电路的阻值是多少？

（3）当开关 $S_{1}$ 断开， $S_{2}$ 和 $S_{3}$ 都闭合时，调节滑动变阻器 $R_{1}$ 消耗的最大功率是多少？

（4）若更换电源且电源电压恒定，当 $S_{1}$ 和 $S_{2}$ 都断开， $S_{3}$ 闭合时，调节滑动变阻器 $R_{1}$ 使电流表示数为 $0.3 A$ ，保持滑动变阻器 $R_{1}$ 的阻值不变， $S_{1}$ 闭合， $S_{2}$ 和 $S_{3}$ 都断开时，电压表示数为 $0.5 V$ ，则 $R_{1}$ 的阻值是多少？电源电压是多少？

科学家乘科学考察船前往北冰洋进行科学研究，在船的甲板上安装了一台起重机用来吊装科学探测器材。某次起重机用钢丝绳吊着质量为 $50 kg$ 的探测仪，将它浸没在水中对北冰洋的水体进行研究。 $(ρ_{水} = 1.0 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ， $g = 10 N / kg)$

（1）探测仪受到的重力是多少？

（2）先将探测仪放入水面下 $30 m$ 处，探测仪受到水的压强是多大？然后用钢丝绳施加 $300 N$ 的拉力在 $60 s$ 内将探测仪沿竖直方向向上匀速拉到水面下 $10 m$ 处，拉力的功率是多少？

（3）探测仪在使用过程中体积不变，此探测仪的体积是多少？

（4）实验完毕后，起重机将探测仪回收，起重机的起重臂可以简化成粗细均匀、自身重力不计的杠杆，如图所示是探测仪出水后（探测仪出水前后的质量不变）在空中处于静止状态的情景，在液压顶作用下，起重臂 $OA$ 与水平方向成 $60 °$ 夹角， $O$ 为支点， $OA$ 长 $5.4 m$ ，液压顶施加的力 $F$ 作用于 $B$ 点并与起重臂垂直， $OB$ 长 $1.5 m$ ，此时液压顶对起重臂的作用力 $F$ 是多大？

如图所示是一种自动测定油面高度的装置，电源电压 $U$ 为 $6 V$ ， $R_{1}$ 是最大电阻为 $30 Ω$ 的滑动变阻器，它的金属滑片 $P$ 连在杠杆一端， $R_{2}$ 是定值电阻，油量表是用量程为 $0 ~ 0.6 A$ 的电流表改装而成。 $(ABCD$ 四点表示四个接线柱，电磁继电器线圈电阻忽略不计）

（1）当油面上升时，电流表示数变大，则导线 $M$ 应与　　接线柱相连；当油量下降到预设位置时，警示灯亮，滑片 $P$ 刚好在 $B$ 处，则导线 $N$ 应与　　接线柱相连。

（2）当油箱加满油时，滑片 $P$ 刚好在 $A$ 处，电流表的示数达到最大值，求电阻 $R_{2}$ 的阻值。

（3）在滑片滑动的过程中，求滑动变阻器 $R_{1}$ 的最大功率。