水平桌面上放置一轻质圆筒，筒内装有0.2m深的某液体，如图（-优题课

水平桌面上放置一轻质圆筒，筒内装有0.2m深的某液体，如图（a）所示。弹簧测力计悬挂底面积为10^－2m²、高为0.1m的圆柱体，从液面逐渐浸入直到浸没，弹簧测力计示数F与圆柱体浸入液体深度h的关系如图（b）所示。圆筒的厚度忽略不计，筒内液体没有溢出，圆柱体不碰到筒底。

①F₁=9.8N，F₂=1.96N，求圆柱体浸没时所受浮力F_浮；筒内液体的密度ρ_液。
②圆柱体未浸入时筒底受到的液体压强p_液。

科目物理题型计算题难度中等

知识点：验电器的原理及使用

小明的奶奶住在农村，她家的过道灯泡在深夜时很容易烧坏。为解决这一问题，小明设计了如图所示的电路，灯泡 $L_{1}$ 和 $L_{2}$ 都是“ $220 V 40 W$ ”。（设灯泡的电阻不变，电源电压变化忽略不计）

（1）要使灯泡 $L_{1}$ 正常发光，开关 $S$ 和 $S_{1}$ 的闭合情况是怎样的？

（2）断开 $S_{1}$ ，闭合 $S$ ，让两灯都发光，深夜灯泡不容易烧掉，请计算电路的总电阻 $R_{L}$ 和此时 $L_{1}$ 的实际功率。

家用电磁炉以其高效、节能成为新一代智能灶具，小明在家中关闭其他所有用电器，在只有“ $220 V$ $2 kW$ ”的电磁炉正常工作的情况下：

（1）在标准大气压下，给锅内 $5 kg$ 、 $20^{°} C$ 的水加热到沸腾，水吸收了多少热量？ $[c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{\circ} C})]$

（2）假设电磁炉消耗的电能全部转化成水吸收的热量，则把上述水烧开需要多长时间？

如图所示，小灯泡 $L$ 上标有“ $6 V 3 W$ ”字样，电流表量程为 $0 - 0.6 A$ ，电压表量程为 $0 - 15 V$ ，变阻器 $R$ 的最大电阻为 $120 Ω$ ．只闭合 $S_{1}$ ，滑片置于 $a$ 点时，变阻器连入电路中的电阻为 $R_{a}$ ，且 $R_{a} : R_{0} = 6 : 5$ ，灯 $L$ 正常发光，电流表示数为 $I_{a}$ ．只闭合 $S_{2}$ ，移动滑片，当滑片置于 $b$ 点时，电流表示数为 $I_{b}$ ．此时电压表示数与滑片置于 $a$ 点时相等， $I_{a} : I_{b} = 5 : 3$ ．（灯丝电阻不随温度变化）求：

（1）小灯泡的电阻；

（2）定值电阻 $R_{0}$ 和电源电压 $U$ ；

（3）在电表的示数不超过量程，灯泡两端的电压不超过额定值的情况下，只闭合 $S_{1}$ 时，变阻器连入电路的最小电阻为多少？在电表的示数不超过量程，只闭合 $S_{2}$ 时，电路消耗的最小功率为多少？

小明家离学校 $2 km$ ，他以 $5 km / h$ 的速度步行上学，出发5分钟后小明父亲发现小明的教科书忘记带上，立即以 $10 km / h$ 的速度沿小明上学的方向骑车去追小明；求：

（1）小明父亲经多少分钟能追上小明？

（2）如果小明父亲发现小明忘记带教科书的同时，小明也发现自己的教科书忘记带上并立即掉头返回，问小明与父亲在途中相遇时离学校多少千米（小数点后保留2位有效数字）？

如图所示，电源电压和小灯泡的阻值均保持不变。小灯泡 $L$ 标有“ $4 V 1.6 W$ “字样，电阻 $R_{1} = 20 Ω$ ，滑动变阻器 $R_{2}$ 允许通过的最大电流为 $1 A$ ，电流表的量程为 $0 ~ 0.6 A$ ，电压表的量程为 $0 ~ 3 V$ 。

（1）只闭合开关 $S_{2}$ 时，电压表的示数为 $2 V$ ，则电源电压和电阻 $R_{1}$ 消耗的电功率分别是多少？

（2）在不损坏各电路元件的情况下，若闭合所有开关，滑动变阻器 $R_{2}$ 消耗的最大功率和最小功率之比为 $2 : 1$ ，则只闭合开关 $S_{3}$ ，小灯泡 $L$ 消耗的电功率变化范围是多少？

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