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太阳能热水器
太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温,以满足人们日常生活的需要,它具有安全、节能、环保等优点.
如图甲所示,太阳能热水器主要由两部分构成:一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器,每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成,双层玻璃管之间是真空.如图乙所示是玻璃吸热管的工作原理图,它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似,只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料.另一部分是保温储水箱,保温储水箱下部与玻璃吸热管相通.
玻璃吸热管工作原理如图乙所示:当太阳光入射到黑色的吸热层上时,黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为热能,将管内的水加热.向光一侧的水被加热后体积增大、密度变小而向上运动;背光一侧的水由于温度较低、密度较大而向下运动,从而形成冷热水循环,最终整箱水都升高至一定的温度.玻璃吸热管具有吸热保温作用.
请回答以下问题:
(1)玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度变小,所受到的浮力________重力.
(2)能否将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面上?________.简单说明理由:________.
(3)要将质量为100kg、初温为20℃的水加热到60℃,则这些水需要吸收多少热量?[水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)]
(4)某品牌太阳能热水器集热器面积为S=2m2,热效率为η=40%(即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的40%转化为水的内能),该地点太阳能辐射到地面的平均功率为P=1.4×103W/m2(即平均每平方米每秒钟太阳辐射的能量为1.4×103J).在第(3)小题中水吸收的热量由该热水器提供,求需要加热的时间.
横截面积均为S=1cm 2的物体A与塑料B粘合成一个粘合体,全长为l=50cm,粘合体放入水中时漂浮在水面,浸入水中的长度为 ,如图所示,现将浮出水面部分切掉,以后每浮出水面一部分,稳定后就把它切掉。已知ρ 水=1.0×10 3kg/m 3,ρ B=0.4×10 3kg/m 3,g取10N/kg。求:
(1)粘合体未被切前,A底面受到水的压强;
(2)粘合体未被切前的总质量;
(3)第一次切掉后,稳定时浸入水中的长度;
(4)第四次切掉后,稳定时浮出水面部分的长度。

小波的妈妈为了改善早餐的营养,买了一台全自动豆浆机。下表是这个豆浆机的主要技术参数。如图甲所示是豆浆机的主要结构:中间部位是一个带动刀头的电动机,用来将原料进行粉碎打浆;外部是一个金属圆环形状的电热管,用来对液体加热煮沸。图乙是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作时的"P﹣t"图象。请解答下列问题:

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型 号 |
SYL﹣624 |
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额定电压 |
220V |
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频 率 |
50Hz |
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电动机功率 |
120W |
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电动机线圈电阻 |
1Ω |
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加热功率 |
1210W |
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容 量 |
1000mL |
(1)豆浆机正常加热时的电流是多少?
(2)豆浆机正常加热时电热管的电阻是多少?
(3)豆浆机正常工作做一次豆浆,总共消耗的电能是多少?
太阳能是个巨大的能源,直接利用太阳能不会污染环境,太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置,假如太阳能热水器内盛有200kg、25℃的水,在阳光的照射下水温升高到75℃,已知水的比热容c 水=4.2×10 3J/(kg•℃)。
(1)太阳能热水器内水的温度变化了多少℃?
(2)这些水吸收的热量是多少J?
(3)若用干木柴来加热这些水升高到相同温度,干木柴完全燃烧放出的热量全部被水吸收,则需要多少干木柴?(已知干木柴的热值为q=1.2×10 7J/kg)
如图甲所示,一个底面积为75cm 2的柱形物体A挂在弹簧测力计下,静止时弹簧测力计的示数F 1=15N:底面积为120cm 2且足够深的柱形容器放在水平桌面上,将物体A放入容器中且与容器底接触但对容器无压力,慢慢向容器注水,待液面稳定后物体A上表面到水面的距离h=5cm,如图乙所示,此时弹簧测力计示数F 2=7.5N;然后,将物体A竖直向上移动8cm(忽略绳重和附在物体表面上水的重力,ρ 水=1.0×10 3kg/m 3,g=10N/kg)求:
(1)物体A浸没在水中受到的浮力;
(2)物体A的密度;
(3)物体A竖直向上移动8cm前后,水对容器底压强的变化量。

如图所示的电路,灯泡L标有"6V"的字样,滑动变阻器R的最大阻值为20Ω,当闭合S 1,断开S 2,灯泡L恰好正常发光,电流表示数为0.2A;当断开S 1,闭合S 2,且滑动变阻器的滑片移到最右端时,电压表读数为4V(假设灯丝电阻不变)求:
(1)电源电压;
(2)R 0的阻值;
(3)当S 1、S 2同时闭合,且滑动变阻器的滑片移到最左端。通电5min整个电路消耗的电能。
