下列所示为国产全自动洗衣机说明书中所列的主要技术数据，试问：-优题课

张老师向同学们展示了一只具有高、低温两挡调节功能的自制电加热器，并告知其内部电路由电阻丝 $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 、和开关 $S_{1}$ 三个元件组成，两根电阻丝允许通过的最大电流均为 $1 A$ ， $R_{1} = 10 Ω$ ，在不拆解加热器的情况下，小军用图1电路对其进行探究：他先闭合 $S_{2}$ ，电流表的示数为 $0.24 A$ ；再闭合 $S_{1}$ ，电流表的示数变为 $0.84 A$ ，所用电源电压为 $6 V$ ．

（1）电阻丝 $R_{2}$ 的阻值为　　 $Ω$ ；

（2）若电源电压可调，闭合 $S_{1}$ 和 $S_{2}$ 后，为保证电路安全，求此电加热器允许消耗的最大电功率；

（3）张老师指导小军仅利用原有元件对该电加热器的内部电路进行改装，要求改装后的电加热器须同时满足下列两个条件：

①具备高、低温两挡调节功能；

②在 $6 V$ 电源电压下，用高温挡给 $0.1 kg$ 的水加热 $14 \min$ ，可使水温升高 ${7.2}^{°} C$ ，设电加热器消耗的电能全部转化为水的内能。

请在图2虚线框中画出内部改装电路图，并通过计算说明。

最近，一项“中国原创”重大发明成为世界关注的焦点！它被称为“空中奔跑的巴士”（又称巴铁），预计今年7月进行测试，其模型如图所示，巴铁依靠电力驱动在钢轨上行驶，相当于40辆柴油公交车的运量，若1辆柴油公交车日常行驶时发动机的平均输出功率为 $60 kW$ ，发动机的效率为 $30 %$ ，每消耗 $1 kg$ 柴油排放二氧化碳约为 $3 kg$ ，柴油的热值近似取 $q = 4.0 \times 10^{7} J / kg$ 。

（1）若巴铁在 $100 s$ 内沿直线行驶了 $1500 m$ ，求这段时间内巴铁的平均速度；

（2）按柴油公交车每日行驶 $10 h$ 计算，镇江若引进1辆巴铁取代40辆柴油公交车，则每日可减少二氧化碳排放量多少千克？

（3）巴铁车内电器每天需消耗 $60 kW \cdot h$ 的电能，若这些电能全部由车顶上的太阳能电池板来提供，已知该太阳能电池板 $1 m^{2}$ 面积上接收到的太阳平均辐射功率为 $1 kW$ ，光电转化效率为 $20 %$ ，每天日照时间按 $6 h$ 计算，求需太阳能电池板的最小面积。

用如图所示的滑轮组将重 $90 N$ 的货物匀速提升 $1 m$ 的过程中，所用拉力 $F = 50 N$ ，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦。

（1）求上述过程中的有用功 $W_{有用}$ ；

（2）求上述过程中的总功 $W_{总}$ ；

（3）求滑轮组的机械效率 $η$ 。

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空气净化器

由于雾霾天气的增多，空气净化器逐渐走入家庭，其工作过程（如图甲）是：脏空气进入净化器时，灰尘被正电钨丝放电而带上正电，流到负电路栅板时，带电灰尘被吸附。此后经过活性炭层时，化学有毒气体被吸附，排出空气的污染物浓度大幅降低，多次循环后变成洁净空气。

洁净空气量 $(CADR)$ 是反映其净化能力的性能指标， $CADR$ 值越大，其净化效率越高。利用 $CADR$ 值，可以评估其在运行一定时间后，去除室内空气污染物的效果。按下列公式计算 $CADR :$

$CADR = \frac{2.3 V}{t} (V$ ：房间容积； $t$ ：空气净化器使房间污染物的浓度下降 $90 %$ 运行的时间。 $)$

其铭牌如表：

规格	额定电压	频率	额定功率	洁净空气量 $(CADR)$
$GH - 2034 A$ 型	$220 V$	$50 HZ$	$44 W$	$138 m^{3} / h$

（1）负电格栅板吸附灰尘的原理是　　。

（2）取出使用一段时间后的活性炭，可以闻到刺激性的气味，说明分子在　　。

（3）该空气净化器正常工作时的电流为　　 $A$ 。

（4）某房间的使用面积为 $18 m^{2}$ ，高度是 $3 m$ 。此空气净化器　　（能 $/$ 不能）在1小时内使房间污染物浓度下降 $90 %$ 。

（5）可变电阻是制作二氧化碳传感器的常用元件，图乙为其控制电路，电源电压保持 $6 V$ 恒定， $R_{1}$ 为可变电阻，其阻值随二氧化碳浓度变化如图丙， $R_{0}$ 为定值电阻，当浓度为 $0.031 %$ 时，电压表示数为 $1 V$ ，则 $R_{0}$ 阻值为　　 $Ω$ ，当电压表示数大于 $3 V$ 时，二氧化碳浓度大于　　 $%$ ，此时空气净化器会自动报警。

如表为某品牌取暖用油汀的铭牌，其内部电路如图所示。 $R_{1}$ 和 $R_{2}$ 均为电热丝， $S_{1}$ 是温度自动控制开关。闭合开关 $S$ ， $30 \min$ 内油汀消耗的电能为 $0.88 kW \cdot h$ ．求：

额定电压

$220 V$

额定

功率

低温挡

$880 W$

高温挡

$2200 W$

（1）通过 $R_{1}$ 的电流；

（2）电热丝 $R_{2}$ 的电阻；

（3） $30 \min$ 内开关 $S_{1}$ 闭合的时间。