科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温水箱温控电路（设环境温度-优题课

科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温水箱温控电路（设环境温度不高于20℃），由工作电路和控制电路组成．工作电路中的电热器上标有“220V 2000W”的字样；控制电路中热敏电阻R_t作为感应器探测水温，置于恒温水箱内，其阻值随温度变化的关系如图乙所示，R₁为滑动变阻器．电磁铁产生的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图丙所示，衔铁只有在不小于3N吸引力的作用下才能被吸下．闭合开关S（不计继电器线圈的电阻）．

（1）用电热器给恒温箱中100kg的水加热，正常工作20min时，水温由20℃升高到25℃，求电热器的加热效率？
（2）调节滑动变阻器，使R₁=280Ω，为了把温度控制在25℃左右，设定在水温低于25℃时自动加热，在水温达到25℃时停止加热，求控制电路中的电源电压U是多少？
（3）设控制电路中电源电压U不变，将水箱中水温由25℃的恒温调节到30℃的恒温，应（填“增大”或“减小”）滑动变阻器接入电路中的阻值．

科目物理题型综合题难度较难

知识点：探究比热容的实验

如图甲所示是一种家庭水箱水位测量装置示意图，电源电压 $18 V$ 保持不变，电压表量程 $0 - 15 V$ ，电流表量程 $0 - 3 A$ ， $R_{0}$ 是阻值为 $10 Ω$ 的定值电阻， $R_{1}$ 是长 $20 cm$ 、阻值为 $20 Ω$ 的电阻丝，滑片 $P$ 把电阻丝与轻质弹簧的指针连在一起。圆柱体 $M$ 长 $80 cm$ ，底面积为 $200 c m^{2}$ ．当水位处于最高处时， $M$ 刚好浸没在水中，滑片 $P$ 恰好在 $R_{1}$ 的最上端。轻质弹簧阻值不计， $M$ 全部露出水面前，弹簧的伸长长度△ $L$ 始终与受到的拉力 $F$ 成正比，如图乙所示。

（1）当水位下降时，电路中示数会随之减小的电表是　　。

（2）当水位处于最高处时，电压表的示数为多少？

（3）当水位下降，圆柱体露出水面部分的长度为 $50 cm$ 时，电流表示数为多少？ $(g$ 取 $10 N / kg)$

小金看到工人为水平广场换新的地砖，他发现砖已经被太阳晒得很热，这引起了他的兴趣：地砖经过一整天的暴晒，温度能达到多高？这么多地砖对广场地面会产生多大的压强？他发现地砖包装盒上印着砖的规格 $50 cm \times 50 cm \times 4 cm$ ；每块质量为 $30 kg$ ；密度为 $3 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ，小金用红外线温度计测得一天内，砖的最高温度为 $52^{°} C$ ，最低温度为 $22^{°} C$ ． $(g = 10 N / kg$ ，砖的比热为 $900 J / (kg \cdot^{°} C))$ 根据上述数据，回答下列问题：

（1）广场受到地砖产生的压强为多大。

（2）一块广场砖的温度从 $22^{°} C$ 升高到 $52^{°} C$ ，需要吸收热量是多少？

（3）小金查到，晴天时地球表面每平方接受到太阳辐射功率大约为 $1.2 \times 10^{3} W$ ．若根据这一数据，实际辐射到这块地砖上的太阳能将远远大于问题（2）的计算结果，由此可得地砖的温度将远远高于 $52^{°} C$ ，为什么出现如此大的差异呢？请你做出分析。

图甲是某小区高层住宅电梯结构的示意图，它主要是由轿厢、滑轮、配重、缆绳及电动机等部件组成，小明家住该小区某栋楼的16楼，他乘电梯从1楼匀速升到16楼用时 $50 s$ ，已知每层楼的高度为 $3 m$ 。小明重 $600 N$ ．轿厢重 $5400 N$ ，动滑轮和细绳的重力以及摩擦力均忽略不计，针对此时程，解答下列问题。

（1）拉力 $F$ 的功率为多大？

（2）动滑轮 $A$ 提升小明的机械效率为多少？

（3）图乙是该电梯超载自动报警系统工作原理的示意图，在工作电路中，当电梯没有超载时，触点 $K$ 与触点 $A$ 接触，闭合开关 $S$ ，电动机正常工作，当电梯超载时，触点 $K$ 与触点 $B$ 接触，电铃发出报警铃声，即使闭合开关 $S$ ，电动机也不工作，在控制电路中，已知电源电压为 $6 V$ ，保护电阻 $R_{2} = 100 Ω$ ，电阻式压力传感器 $R_{1}$ 的阻值随乘客压力 $(F_{压})$ 大小变化如图丙所示，电磁铁线圈的阻值忽略不计，当电磁铁线圈电流超过 $0.02 A$ 时，电铃就会发出警报声，若乘客人均重为 $700 N$ ，该电梯最多可以乘载多少人？

某生态园设计了模拟日光和自动调温系统，实现照明、保温和加热的功能，其原理如图所示，电源电压恒为 $220 V$ ， $R_{1}$ 和 $R_{2}$ 是两个电热丝（不考虑温度对电阻的影响）， $R_{2} = 30 Ω$ ， $L$ 是标有“ $220 V 160 W$ ”的照明灯泡，白天有日光的时候，只开启该系统的保温功能并连续工作 $10 h$ ，此时 $R_{1}$ 与 $R_{2}$ 的电功率之比为 $1 : 3$ ，晚上温度较低的时候，需开启加热和照明功能。灯泡正常发光此状态下系统也需连续工作 $10 h$ ， $q_{沼气} = 1.8 \times 10^{7} J / m^{3}$ ，请解答下列问题：

（1）晚上工作时电路的总功率是多大？

（2）若一天中工作的 $20 h$ 内电热丝放出的热量完全由该生态园自产的沼气提供，其热效率为 $50 %$ ，则每天需要完全燃烧多少 $m^{3}$ 的沼气？

某实验小组在研究某种物质的属性时，日常需将物体浸没在煤油中保存，将体积为 $1 \times 10^{- 3} m^{3}$ 、重 $6 N$ 的该物体用细线系在底面积为 $250 c m^{2}$ 的圆柱形容器的底部，物体浸没在煤油中，如图所示， $(g = 10 N / kg, ρ_{煤油} = 0.8 \times 10^{3} kg / m^{3})$

（1）细线受到的拉力是多大？

（2）若细线与物体脱落，待物体静止后煤油对容器底的压强变化了多少？