在课外科技活动中，小宇设想了两种饮水机加热电路的方案．额定电-优题课

如图所示，电源电压保持不变， $R_{2} = 4 Ω$ ，开关 $S$ 闭合后，电压表读数为 $7.2 V$ ，电流表读数为 $1.8 A$ ；由于某个电阻断路，电压表读数变为 $16 V$ ，电流表读数变为 $2 A$ ．求：

①断路前后 $R_{3}$ 的功率之比。

② $R_{1}$ 的阻值

③电源电压 $U$ 和 $R_{0}$ 的阻值。

据统计，全国发生的车祸中有超过半数以上是超速、超载引起的。我市加大了道路交通安全监控管理力度，将“区间测速”座位判断是否超速的依据之一。所谓的“区间测速”，就是测算出汽车在某一区间行驶的平均速度，如果超过了该路段的最高限速即被判为超速。若监测点 $A$ 、 $B$ 相距 $18 km$ ，全程限速 $40 km / h$ ，由“电子眼”抓拍到装有沙子的某型号货车通过监测点 $A$ 、 $B$ 的速度分别为 $30 km / h$ 和 $456 km / h$ ，通过 $A$ 、 $B$ 两个监测点的时间为 $20 \min$ 。问：

（1）按“区间测速”标准判断该货车在 $AB$ 段行驶是否超速？

（2）按照规定，载货车车轮对地面的压强超过 $7 \times 10^{5} Pa$ 即被判为超载。该型号货车部分参数如表所示。其中表中参数计算，该货车在不超载的情况下，在水平路面上运动时最多能装沙子的体积为多少？ $(ρ_{沙} = 2.0 \times 10^{3} km / m^{3}$ ，取 $g = 10 N / kg)$

（3）该货车在某路段平直公路上运动 $60 s$ 的速度 $-$ 时间图像如图所示，这段时间内发动机完全燃烧柴油 $0.2 kg$ ，已知发动机的效率 $η = 40 %$ ，柴油的热值 $q = 4.5 \times 10^{7} J / kg$ ，则货车在这段时间内运动受到的阻力为多大？

货车自重	$5 \times 10^{4} N$
轮胎触地总面积	$0.3 m^{2}$
车厢容积	$10 m^{3}$

电子秤因精准和便于携带已普遍取代杆秤。某科技兴趣小组根据理想电压表的内部电阻无穷大、并联在电路两端时通过它的电流几乎为零和表盘刻度均匀的特点，用电压为 $3 V$ 的电源 $U$ 、阻值为 $10 Ω$ 的电阻 $R$ 、理想电压表及其它元件制作了如图所示的简易电子秤。其中轻质托盘和弹簧的质量不计，当托盘中所称质量变化时，与电阻 $R$ 相连的滑片 $P$ 平行地上下无摩擦滑动，电压表示数与被测物体的质量成正比。当电子秤处于待称状态时滑片 $P$ 停在最上端 $a$ 点，电压表示数为0，当被测物体最大称量 $m = 30 kg$ 时，滑片 $P$ 刚好处于最下端 $b$ 点。问：

（1）当电子秤处于待称状态时，电路中的电流强度为多少？此状态下通电 $1 \min$ 在电阻 $R$ 上产生的热量为多少？

（2）当电压表示数为 $U' = 1.2 V$ 时，被称量物体的质量 $m'$ 为多少？

如图所示的电路中，电源电压恒为 $6 V$ ，电阻 $R_{1}$ 的阻值为 $2 Ω$ ，滑动变阻器 $R_{2}$ 上标有“ $10 Ω 3 A$ ”的字样，小灯泡 $L$ 上标有“ $6 V 3 W$ ”的字样，电流表的量程为 $0 - 3 A$ 。

（1）当开关 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 、 $S$ 都闭合时，电流表的示数为 $2 A$ ，求 $R_{2}$ 消耗的电功率；

（2）当开关 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 都断开， $S$ 闭合时，为了确保测量准确，要求电流表示数不大于其量程的 $\frac{2}{3}$ ，求滑动变阻器 $R_{2}$ 接入电路的最小阻值。

2015年10月5日考古学家在黄海海域发现甲午海战沉船“致远舰”的消息轰动了整个考古界，随着水下考古工作的进行，一些重要文物近日陆续出水重见天日，关于这艘在海水中沉睡了120余年的战舰是如何被打捞起的谜题也逐步解开。现某课外活动小组，照此设计了如图所示的简单机械，模拟打捞沉船，实验中用实心立方体 $A$ 代替沉船，已知 $A$ 的体积为 $0.1 m^{3}$ ，质量为 $280 kg$ （设整个过程 $A$ 均为匀速直线运动状态，忽略钢缆绳重及滑轮摩擦，不考虑风浪，水流等因素的影响）

（1） $A$ 完全浸没在水中时受到的浮力是多大？ $(ρ_{水} = 1.0 \times 10^{3} kg / m^{3})$

（2）若 $A$ 完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率为 $60 %$ ，那么 $A$ 完全打捞出水面后，岸上钢绳的拉力 $F$ 为多大？

（3）若 $A$ 完全打捞出水面后，以 $0.1 m / s$ 的速度被匀速提升，求岸上钢绳拉力 $F$ 的功率。

额定电压	220V
加热功率	880W
保温功率	88 W
最高温度	95℃
加热效率	90%