图甲所示的电路图，电源电压恒定为6V，小灯光L标有3V3W的-优题课

物理兴趣小组设计了一个便携式水深测量装置，它主要由探头 $A$ 和控制盒 $B$ 构成，它们之间用有绝缘皮的细导线形成回路，如图甲所示，其中探头 $A$ 是一个高为 $0.1 m$ ，重为 $5 N$ 的圆柱体，它的底部是一个压敏电阻 $R$ （与水的接触面涂有绝缘漆），工作时，底部始终与水平面相平，压敏电阻 $R$ 的阻值随表面所受压力 $F$ 的大小变化如图乙所示， $A$ 与 $B$ 间的电路连接关系如图丙所示，其中电源电压恒为 $4.5 V$ ，小组同学将该装置带到游泳池，进行相关的测量研究。（导线重力与体积均不计， $g$ 取 $10 N / kg)$ 求：

（1）当把探头 $A$ 刚好全部浸没到池水中时，探头 $A$ 底部受到的压力为 $1 N$ ，探头 $A$ 的底面积为多少？

（2）用手拉住导线，将探头 $A$ 缓慢下降到池水中某一深度（探头 $A$ 不接触池底），此时电流表的示数为 $0.3 A$ ，探头 $A$ 底部所在处水的深度 $h$ 为多少？

（3）用手拉住导线，将探头 $A$ 下降到水深为 $2.6 m$ 的水平池底（但不与池底密合），且导线处于完全松弛状态，此时电流表的示数是多少？

容积为 $1 L$ 的某品牌电热水壶如图甲所示，其加热功率为 $1000 W$ ，保温时功率为 $121 W$ ，简化电路如图乙所示， $S$ 为加热和保温自动转换开关，在一个标准大气压下，该电热壶正常工作，将一壶初温为 $20^{°} C$ 的水烧开，此过程中电热壶的效率为 $70 %$ ． $[c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{\circ} C)]$ 求：

（1）电阻 $R_{2}$ 的阻值；

（2）在此过程中，水吸收的热量；

（3）烧开一壶水，需要的加热时间。

用如图甲所示的滑轮组提升浸没在水中的实心圆柱形物体，已知物体的高度为 $1 m$ ，底面积为 $0.12 m^{2}$ ，质量为 $200 kg$ ，物体始终以 $0.5 m / s$ 的速度匀速上升，物体浸没在水中匀速上升时，作用在绳端的拉力 $F$ 所做的功随时间的变化关系如图乙所示。（不计绳重、摩擦及水的阻力。 $ρ = 1.0 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ， $g = 10 N / kg)$ 求：

（1）当物体的上表面刚好与水面相平时，其底部受到水的压强；

（2）物体浸没在水中时受到的浮力；

（3）物体浸没在水中匀速上升时绳端受到的拉力；

（4）物体浸没在水中匀速上升时，滑轮组的机械效率；

（5）物体出水后绳端拉力的功率。

某兴趣小组设计了一种智能化的电热水器，如图所示，它主要由工作电路和控制电路两部分组成，工作电路可以在保温和加热两档之间切换，当磁控开关 $L$ 线圈中的电流等于或大于 $20 mA$ 时，磁控开关 $L$ 的簧片吸合（簧片与线圈电阻不计），当线圈中的电流小于 $20 mA$ 时簧片断开，光敏电阻 $R$ 随光照强度 $E$ （表示光照射强弱的物理量，单位是坎德拉，符号 $cd)$ 变化的关系如下表所示，当开关 $S$ 闭合时：

光照强度 $E / cd$	1	2	3	4	5
光敏电阻 $R / Ω$	18	9	6	4.5	3

（1）若控制电路中 $R_{0} = 82 Ω$ ， $U_{2} = 2 V$ ，当光强 $E$ 达到多少时，磁控开关的簧片恰好吸合？

（2）当线圈中的电流等于 $20 mA$ 时，工作电路处于何种挡位？将质量为 $2 kg$ 的水由 $50^{°} C$ 加热至 $100^{°} C$ 需吸收多少热量？

（3）若工作电路在加热和保温两种状态时 $R_{1}$ 的功率之比为 $25 : 9$ ，求 $R_{1}$ 与 $R_{2}$ 的比值。

养生壶是一种用于养生保健的可以烹饮的容器，类似于电水壶，其最大的特点是采用一种新型的电加热材料，通过高温把电热膜电子浆料（金属化合物）喷涂在玻璃表面形成面状电阻，在两端制作银电极，通电后产生热量把壶内的水加热。小明家买了一个养生壶（图甲），其铭牌如表所示。

型号	$HX - 201504$
额定电压	$220 V$
频率	$50 Hz$
额定功率	$1210 W$

（1）该养生壶正常工作时，面状电阻的阻值多少？

（2）若壶内装有 $2 L$ 温度为 $20^{°} C$ 的水，在一个标准大气压下，将水烧开，此过程中水吸收的热量是多少？ $[c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{\circ} C)$ ， $1 L = 1 \times 10^{- 3} m^{3}]$

（3）小明关闭了家中的其他所有用电器，只用该壶在加热过程中家用电能表（图乙）的转盘 $5 \min$ 内转了300转，此过程中养生壶消耗的电能和实际电功率各是多少？