生活中大多数电热器都有多个挡位，学习了电功率知识后，小锐同学-优题课

生活中大多数电热器都有多个挡位，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挡位的问题。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？

科目物理题型计算题难度中等

知识点：电功与电能的计算电功率的计算欧姆定律的应用

关于深海的探究，对一个国家的国防和经济建设都有很重要的意义，我国在这一领域的研究也处于世界领先水平。如图甲是我们自行研制的水下智能潜航器，其外形与潜艇相似，相关参数为：体积 $2 m^{3}$ 、质量 $1500 kg$ ，最大下潜深度 $5000 m$ ，最大下潜速度 $10 km / h$ （不考虑海水密度变化，密度 $ρ$ 取 $1.0 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ， $g$ 取 $10 N / kg)$ 。求：

（1）某次执行任务，当潜航器下潜到最大深度时所受的海水压强。

（2）潜航器以最大下潜速度匀速竖直下潜至最大深度所用的时间。

（3）潜航器任务完成后，变为自重时静止漂浮在海面上，此时露出海面体积。

（4）当潜航器漂浮在海面时，由起重装置将其匀速竖直吊离海面。起重装置拉力的功率随时间变化的图象如图乙所示，图中 $P_{3} = 3 P_{1}$ ．求 $t_{1}$ 时刻起重装置对潜航器的拉力。（不考虑水的阻力）

电饭锅是家中常用的用电器，下表是小宇家中一台电饭锅的铭牌，其内部结构简化如图所示，其中 $R_{1}$ 和 $R_{2}$ 都是电热丝（不考虑温度对电阻的影响）。

（1）电饭锅正常工作时，在加热状态下的总电流是多少？

（2）电阻 $R_{2}$ 的阻值是多少？

（3）一天，小宇断开家中其它用电器，只接通电饭锅且处于加热状态，发现家中标有“ $220 V 10 (20) A$ ； $3000 r / kW \cdot h$ ”的电能表 $5 \min$ 内转了200圈，求电饭锅此时的实际加热功率是多少？

额定电压		$220 V$
频率		$50 Hz$
额定功率	加热	$880 W$
	保温	$44 W$

空难事故发生后，为了找到事故原因，救援人员到现场后，总会寻找被誉为“空难见证人”的黑匣子。某架飞机的黑匣子质量 $30 kg$ ，是一个长 $0.5 m$ ，宽 $0.1 m$ ，高 $0.2 m$ 的长方体，现沉在距海面 $30 m$ 的海底（黑匣子未与海底紧密接触），搜救人员将其匀速托出海面后依然完好，为破解事故真相提供了最有力的证据。根据以上信息请计算 $(ρ_{海水}$ 近似取 $1.0 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ， $g$ 取 $10 N / kg)$

（1）黑匣子在海底时下表面受海水的压强是多少？

（2）黑匣子在海水中浸没时受到的浮力是多大？

（3）搜救人员在海水中托起黑匣子上升到上表面与海平面相平做了多少功？

用天然气灶给水加热，在1标准大气压下，把体积为 $10 L$ ，温度为 $15^{°} C$ 的水加热到沸腾，求：

（1）水吸收了多少热量？ $[ρ_{水} = 1.0 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ， $c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{\circ} C})]$

（2）若不计热量损失，需要燃烧多少 $m^{3}$ 的天然气？ $(q_{天然气} = 4.2 \times 10^{7} J / m^{3})$

如图所示为一吊运设备的简化模型图，图中虚线框里是滑轮组（未画出）。滑轮组绳子自由端由电动机拉动，现用该设备先后搬运水平地面上的物体 $A$ 和 $B$ ，已知两物体重力 $G_{A} = 1.75 G_{B}$ 。

当对 $A$ 施以竖直向上的拉力 $T_{A} = 1500 N$ 时，物体 $A$ 静止，受到地面支持力是 $N_{A}$ ；

当对 $B$ 施以竖直向上的拉力 $T_{B} = 1000 N$ 时，物体 $B$ 也静止，受到地面支持力是 $N_{B}$ ；且 $N_{A} = 2 N_{B}$

求：（1）物体 $A$ 的重力 $G_{A}$ 和地面支持力 $N_{A}$ 大小；

（2）当电动机对滑轮组绳子的自由端施以 $F = 625 N$ 的拉力时，物体 $B$ 恰好以速度 $v$ 被匀速提升，已知此时拉力 $F$ 功率为 $500 W$ ，滑轮组机械效率力 $80 %$ ，不计各种摩擦和绳子质量，物体 $B$ 的速度 $v$ 为多少？