某人用下图所示的滑轮组匀速提升500N的重物所用的拉力F为2-优题课

2016年11月，常州出入境检验检疫局查获一批进口不合格电烤箱，电路存在安全隐患，检验人员在实验室按照规范重新连接烤箱电路，并将相关参数填入铭牌，请选择其中一种方法完成电路设计并计算出相应答案（两种方法都做，以第一种为准）

方法一

方法二

功能：如图所示，两根电阻丝规格相同且电阻不变，旋钮开关 $S$ 转动至断开位置，电路不工作；开关 $S$ 转动至抵挡位置，电路处于低功率工作状态，两根电阻丝都发热；开关 $S$ 转动至高挡位置，电路处于高功率工作状态，仅有一根电阻丝发热。

（1）请以笔画线代替导线完成电路连接。

测量：实验室内， $220 V$ 电源只接通电烤箱，电烤箱处于高挡位置，观察到实验室电子式电能表的指示灯在 $5 \min$ 内闪烁了132次。

（2）此过程中，电烤箱消耗电能　　 $J$

单根电阻丝的阻值为　　 $Ω$

（3）铭牌

额定电压	$220 V$
低档功率	$W$
高档功率	$W$

功能：如图所示，两根电阻丝规格相同且电阻不变，旋钮开关 $S$ 转动至断开位置，电路不工作；开关 $S$ 转动至抵挡位置，电路处于低功率工作状态，仅有一根电阻丝发热；开关 $S$ 转动至高挡位置，电路处于高功率工作状态，两根电阻丝都发热。

（4）请以笔画线代替导线完成电路连接。

测量：实验室内， $220 V$ 电源只接通电烤箱，电烤箱处于低挡位置，观察到实验室电子式电能表的指示灯在 $5 \min$ 内闪烁了132次。

（5）此过程中，电烤箱消耗电能　　 $J$

单根电阻丝的阻值为　　 $Ω$

（6）铭牌

额定电压	$220 V$
低档功率	$W$
高档功率	$W$

某次旅游，密闭大巴内坐满了游客，司机忘了打开换气设备，时间一久，车内二氧化碳浓度上升，令人头晕脑胀。为此，小明设计了车载自动换气设备

（一 $)$ 小明找来二氧化碳气敏电阻 $R_{x}$ ，其电阻值与空气中二氧化碳浓度关系如表格所示，其中二氧化碳浓度为0时， $R_{x}$ 阻值模糊不清，他对该电阻阻值进行测量

二氧化碳浓度 $/ %$	0	5	10	15	20	25	30
$R_{x} / Ω$		28	22	17	13	10	8

小明把空气通过氢氧化钠溶液，得到二氧化碳浓度为0的空气，并收集于集气瓶中，再将 $R_{x}$ 置于其中

（1）图甲电源电压恒为 $6 V$ ，请以笔画导线完成电路图剩余部分的连接。要求，滑片 $P$ 向 $B$ 端移动时，电压表、电流表的示数都变大

（2）开关 $S$ 闭合前，滑片 $P$ 应移至　　（选填“ $A$ ”或“ $B$ ” $)$ 端。

（3）闭合开关 $S$ ，发现电流表无示数，电压表有示数。电路某一故障可能为　　。

$A$ 、 $S$ 断路 $B$ 、 $R^{'}$ 断路 $C$ 、 $R_{x}$ 短路 $D$ 、 $R_{x}$ 断路

（4）排除故障后，移动滑片 $P$ ，电压表、电流表示数如图乙所示，二氧化碳为0时， $R_{x}$ 的阻值为　　 $Ω$

（5）请在丙图中画出 $R_{x}$ 阻值与空气中二氧化碳浓度的关系图像

（二 $)$ 小明利用电磁继电器设计车载自动换气设备，如图丁所示，控制电路，恒为 $6 V$ 的蓄电池，开关 $S$ ，定值电阻 $R_{0}$ ，二氧化碳气敏电阻 $R_{x}$ ，电磁继电器的线圈电阻不计，线圈电流大于 $0.1 A$ 时衔铁被吸下，线圈电流小于 $0.1 A$ 衔铁被弹回，受控电路包括，恒为 $24 V$ 的蓄电池，额定电压均为 $24 V$ 的绿灯、红灯、换气扇。

（6）请以笔画线完成电路连接，要求：闭合开关 $S$ ，周围空气中二氧化碳浓度小于 $8 %$ 时，绿灯亮；大于 $8 %$ 时，红灯亮且换气扇正常工作。

（7）定值电阻 $R_{0}$ 的阻值应为　　 $Ω$ 。

2012年某日，太平洋某海域，“蛟龙号”完成了下潜前的准备，腹部挂好压载铁块；舱内科考队员均就位；舱门封闭如图甲所示，此时“蛟龙号”的工作参数如表格所示 $(g$ 取 $10 N / kg)$

状态	满载
整体体积	$22.3 m^{3}$
整体质量	$24.95 t$
海水密度	$1.1 \times 10^{3} kg / m^{3}$

问：（1）在海水中 $1.2 km$ 深处完成科考任务后，发现液压系统故障，无法抛掉压载铁块，只得启动“蛟龙号”两侧的螺旋桨，两侧螺旋桨共同作用使“蛟龙号”获得竖直向上的推力 $F_{推}$ ，帮助“蛟龙号”匀速上升，不计海水对“蛟龙号”的阻力，匀速上升过程中， $F_{推}$ 有多大？

（2）上升过程耗时 $2 h$ ， $F_{推}$ 做功的功率多大？

（3）为保障电动机驱动螺旋桨用电，舱内其他用电器都被关闭，仪表显示上升过程中耗电 $2 kW \cdot h$ ，此过程中，电能转化为 $F_{推}$ 做功的效率有多大

（4）接近水面时，关闭两侧螺旋桨，轮船用滑轮组将“蛟龙号”从水中匀速吊离水面至高处，如图乙、丙所示，已知动滑轮总质量为 $50 kg$ ，不计绳重及轮、轴之间摩擦，此过程中，滑轮组绳端拉力的最大值多大？与之对应的滑轮组机械效率的最大值为多大？

如图甲所示，1标准大气压下，普通煤炉把壶内 $20^{°} C$ ， $5 kg$ 水烧开需完全燃烧一定质量的煤，此过程中，烧水效率为 $28 %$ ，为提高煤炉效率，浙江大学创意小组设计了双加热煤炉，如图乙所示，在消耗等量煤烧开壶内初温相同，等量水的过程中，还可额外把炉壁间 $10 kg$ 水从 $20^{°} C$ 加热至 $40^{°} C$ ， $q_{煤} = 3 \times 10^{7} J / kg$ ， $c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{\circ} C})$ ，以上过程中，

问：（1）普通煤炉完全燃烧煤的质量有多大？

（2）双加热煤炉的烧水效率有多大？

小明用天平、空杯，水测量酱油的密度，实验过程如图所示。 $(ρ_{水} = 1.0 \times 10^{3} kg / m^{3})$

问：（1）玻璃瓶的容积有多大？

（2）酱油的密度多大？