小明家煮饭、烧水使用的是管道天然气，已知天然气的热值为4.5-优题课

小明家煮饭、烧水使用的是管道天然气，已知天然气的热值为4.5×10⁷ J/m³，放出的热量有50%被有效利用，现要将初温为25℃的水加热到100℃，需要完全燃烧0.03m³的天然气，则能加热水的质量为多少？[c_水=4.2×10³ J/（kg•℃）]．

科目物理题型计算题难度较易

知识点：探究比热容的实验

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。

如图甲，水平桌面上的容器（厚度不计）底部固定一轻质弹簧（质量和受到的浮力均不计），弹簧上端连有正方体铁块 $A$ ，铁块 $A$ 上表面中心与不吸水的正方体木块 $B$ 下表面中心用长为 $0.1 m$ 的轻质细绳拴接（细绳质量不计，长度不可伸长）， $A$ 、 $B$ 处于静止状态。已知铁块 $A$ 和木块 $B$ 的边长均为 $0.1 m$ ， $m_{A} = 8 kg$ ， $m_{B} = 0.5 kg$ ，容器底面积 $0.1 m^{2}$ 、质量 $1 kg$ 。弹簧的弹力每变化 $1 N$ ，弹簧的形变量改变 $1 mm$ 。 $(ρ_{水} = 1.0 \times 10^{3} kg / m$ ， $g$ 取 $10 N / kg)$ 求：

（1）图甲中，容器对水平桌面的压强；

（2）向容器中缓慢注水，直到细绳恰好伸直（细绳不受力），如图乙所示。弹簧对铁块 $A$ 的支持力是多大？

（3）细绳恰好伸直后继续向容器内缓慢注水，直到木块刚好全部被水浸没，水面又升高了多少？

小宇家购置一款用来煎烤食物的双面电饼铛，上下盘既可以同时加热，也可以把上盘掀开，使用下盘单独加热。电饼铛简化的内部电路如图甲所示，闭合开关 $S_{1}$ ，温控开关 $S_{2}$ 接接线柱“2”时，下盘加热。再闭合开关 $S_{3}$ ，上盘也开始加热。当温度超过设定温度时，温控开关 $S_{2}$ 自动转接接线柱“1”，电饼铛进入保温状态。电饼

铛部分参数如图乙。（忽略温度对电阻阻值的影响： $L_{1}$ 、 $L_{2}$ 、 $L_{3}$ 为指示灯，不计指示灯消耗的电能）求：

（1）下盘加热电阻 $R_{1}$ 的阻值和保温时电路中的额定电流；

（2）某次电饼铛在额定电压下煎烤食物时，指示灯 $L_{1}$ 、 $L_{2}$ 发光时间分别为 $10 \min$ 、 $5 \min$ ，电饼铛消耗的电能是多少？

（3）用电高峰时，小宇关闭家中其他用电器，用电饼铛下盘煎烤食物 $10 \min$ ，电能表（如图丙）的转盘转过500转，则电饼铛的实际电压是多大？