自动饮水机已经普遍用于车站、学校等公共场所，它的简化电路图如-优题课

自动饮水机已经普遍用于车站、学校等公共场所，它的简化电路图如图所示，电热丝电阻分别为R₁、R₂，请根据说明书提供的信息计算（水的密度ρ_水=1×10³ kg/m³，水的比热容C_水=4.2×10³ J/kg℃）

饮水机参数

热水温度：≥90 ℃

热胆容积：2 L

额定功率：1000 W

保温功率：40 W

额定电压：220 V

频率：50 Hz

（1）如果饮水机处在“加热”状态正常工作时，电热丝所产生的热量有80%被水吸收，饮水机的热胆装满水，水温由20℃加热到90℃，需用多长时间？
(2)开关断开时，饮水机处于状态（填“加热”或“保温”）。
（3）电阻丝R₁的阻值。

科目物理题型计算题难度中等

知识点：电能的输送探究比热容的实验

“宇”牌太阳能热水器，水箱内有 $200 kg$ 的水。水的比热容为 $4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{°} C)$ ，求：

（1）在阳光照射下，水的温度升高了 $10^{°} C$ ，水吸收的热量；

（2）天气原因，水箱内 $200 kg$ 的水，温度从 $90^{°} C$ 降低到 $50^{°} C$ ，和温度从 $30^{°} C$ 升高到 $80^{°} C$ ，放出的热量与吸收的热量之比。

图甲是某新型太阳能汽车，该汽车的动力完全由安装在车顶的电池板收集的太阳能提供。汽车（包括司乘人员）的质量为 $1.2 t$ ，接收太阳能电池板的面积为 $8 m^{2}$ ，在水平路面上以恒定功率做直线运动的 $v - t$ 图象如图乙（取 $g = 10 N / kg)$ 。

（1）如汽车匀速行驶过程中所受阻力大小为车重的0.02倍，则汽车牵引力为多大？

（2）求汽车在 $0 ~ 20 s$ 内牵引力做的功。

（3）若汽车吸收的太阳能转化为机械能的效率为 $40 %$ ，则太阳光照射到地面单位面积上的辐射功率为多少？

某商场新进了一批具有加热和保温两种功能的微型电热水器，其内部简化电路如图甲。该电热水器由控制电路和工作电路两部分组成。控制电路由电源（电压恒定 $U = 6 V)$ 、开关 $S_{0}$ 、电磁铁（线圈电阻 $R_{0} = 20 Ω)$ 、热敏电阻 $R$ 组成。 $R$ 阻值随温度的变化图象如图乙。工作电路 $R_{1} = 44 Ω$ ， $R_{2} = 956 Ω$ ．当开关 $S_{0}$ 和 $S$ 均闭合时，电热水器开始加热 $[c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{\circ} C)]$ 。

（1）当温度达到 $50^{°} C$ 时，衔铁会被吸下，电热水器停止加热。求控制电路中的电流。

（2）电热水器将水箱中 $2 kg$ 的水从 $17^{°} C$ 加热到 $50^{°} C$ ，用时 $5 \min$ 。求此过程水吸收的热量及电热水器的加热效率。

（3）用电高峰期，电热水器两端实际电压为 $200 V$ ，当电热水器处于保温状态时电热水器工作多长时间会消耗 $1.8 \times 10^{4} J$ 的电能？

如图所示的电路中，电源电压恒定不变， $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 是定值电阻， $R_{1} = 20 Ω$ ， $R_{2} = 10 Ω$ ， $R_{3}$ 是滑动变阻器，阻值变化范围是 $0 ~ 50 Ω$ 。

（1）当开关 $S$ 、 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 均闭合，滑动变阻器的滑片 $P$ 移至最左端时，电压表示数为 $6 V$ ，求：

①电路中的总电流；

②通电 $10 s$ 整个电路消耗的总电能；

（2）当开关 $S$ 、 $S_{2}$ 闭合， $S_{1}$ 断开，滑动变阻器的滑片 $P$ 滑至某一位置时，电压表的示数为 $2 V$ ，求此时滑动变阻器 $R_{3}$ 接入电路的阻值。

用如图所示的滑轮组将货物匀速向上提升 $3 m$ ，人的拉力 $F$ 为 $200 N$ ，这个过程中滑轮组提升货物的机械效率为 $80 %$ ，求：

（1）绳子自由端移动的距离 $s$ ；

（2）人的拉力 $F$ 做的功；

（3）货物的重力。