某电开水器的结构如图甲所示(剖面图),简化的内部电路如图乙所示,进水管管口的阀门由轻质浮子1和与它们相连的两根轻质硬杆控制,只有进水管中的水压在正常范围内,冷水箱和煮水箱中的水位就比出水管管口低,冷水不会从出水管流出。当冷水箱中的水位达到一定高的时,浮子2浮起,会触动单刀三掷开关S1,煮水电热管R1通电发热,冷水被煮沸,水面升高,开水就从出水管进入贮水箱,当贮水箱中水位达到一定高度时,浮子3浮起,又会触动单刀三掷开关S1,煮水暂停,一旦贮水箱中水温下降使温控开关S2闭合,保温电热管R2就会通电发热,开水处于保温状态。
(1)已知煮水电热管R1的阻值为12.1Ω,保温电热管R2的阻值为48.4Ω,求电开水器的最大发热功率。
(2)图甲中,当浮子1上升到最高处后,它的最上端恰好和出水管管口相平,阀门就会将进水管管口关闭,此时AC杆沿竖直方向。已知浮子1的体积V=2.5×10-4m³,进水管管口和阀门的横截面积S均为1×10-4m²(不计阀门的质量、管壁的厚度及两者之间的摩擦);BO∶BA=20∶1(O为轻质浮子1的球心、A为两轻质硬杆的相交处,B为轻质硬杆BO的转轴),水箱内水面上方的气压P0=1×105Pa。为了不让冷水直接进入贮水箱,进水管管口阀门的上表面受到的压强不能超过多少Pa?
生活中大多数电热器都有多个档位,学习了电功率知识后,小锐同学利用电压为6V的电源,两个阻值不同的定值电阻,设计了如图所示的电路来探究电热器多档位的问题。已知R1=10Ω,R2=30Ω,请计算:
(1)S1、S2断开,S3闭合时,电路中的电流是多少?
(2) S1断开,S2、S3闭合时,通电5min电路消耗的电能是多少?
(3)该电路的最大功率和最小功率之比是多少?
一条老年金鱼患上了浮鳔病,这种疾病使它沉到水箱底部浮不起来,它的主人给它穿上用软管制作而成的“救生衣”后,它重获新生,再次正常游泳。如果水箱内水深0. 8 m,金鱼和“救生衣”总质量0.2 kg, 金鱼悬浮在水中,如图所示。请计算:
(1)金鱼和“救生衣”受到的浮力是多少?
(2)水对水箱底部的压强是多少?
图甲为一款有高、低温两档的家用蒸汽电熨斗,其电路原理如图乙所示,R1、R2为电热丝,其额定电压均为220V。电路的工作原理是:当S,闭合,S2断开时,电熨斗处于低温档;当S1、S2都闭合时,电熨斗处于高温档。正常工作时高温挡的电功率为1980W。(电源电压保持不变,不计电热丝电阻随温度的变化)
甲乙
(1)电熨斗正常工作时,在高温档状态下电路中的总电流是多大?
(2)若电热丝R2的电阻为44Ω,则电热丝R1的电阻为多少?
(3)若电热丝R2烧毁了,要使电路恢复正常工作,小楠设计了这样一个方案:
小楠方案:用两根都是“220V 550W”的电热丝并联替代R2。 请你通过计算和分析,对小楠的方案作出评价。
电动车以其轻便、实用、环保的优点,深受人们的喜爱。已知一辆电动车的质量为40kg,速度最大可达36km/h。该电动车每次充电,能储存电能3×106 J,其中有72%的电能可以转化为机械能。假设该电动车一直行驶在平直路面上,当它以最大速度匀速行驶时,受到的阻力为30N。
(1)该电动车以最大速度匀速行驶时,电动车牵引力的功率为多大?
(2)该电动车充一次电,以最大速度匀速行驶,最多可连续行驶多长时间?
2013年5月12号是母亲节,小明陪父母一起去商场,想送给母亲节日礼物,在商场中妈妈看上了既美观又实用的茶几鱼缸,如图甲所示。现将该鱼缸放在水平地面上,已知鱼缸内的底面积是0.8m2,所装水的深度为0.5m。一条质量为100g的金鱼悬浮在鱼缸水中,如图乙所示。
甲乙
(1)金鱼受到的浮力是多大?
(2)水对鱼缸底部的压力是多大?