太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之能热水器每小时平均接-优题课

太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之能热水器每小时平均接收4.2×10⁶J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温度升高到40℃．求：
（1）热水器中的水吸收的热量Q；[水的比热容c=4.2×10³J/（kg．℃）]
（2）热水器5小时内接收到的太阳能E；
（3）热水器的效率η；
（4）若改用煤来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤？（煤的热值q=2.9×10⁷J/kg，假设煤燃烧放出的热量全部被水吸收）

科目物理题型计算题难度中等

知识点：探究比热容的实验

图中是一款家用电热水器简化电路图，它有高温和低温两个挡位，高温挡功率为 $3300 W$ ． $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 均为加热电阻丝， $R_{1}$ 的阻值为 $55 Ω$ ． $[c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{\circ} C})]$

求：

（1）低温挡时通过 $R_{1}$ 的电流。

（2） $R_{2}$ 的阻值。

（3）如果不计热量损失，用高温挡把 $50 kg$ 的水，从 $27^{°} C$ 加热到 $60^{°} C$ ，需要的时间。

图中是一辆满载防疫物资的货车，货车满载时，车轮与水平地面接触的总面积为 $1 m^{2}$ ，对地面的压强为 $5 \times 10^{5} Pa$ ．货车到送货地点要经过一座路面平直的桥梁，这座桥限重 $55 t$ 。 $(g$ 取 $10 N / kg$ ，柴油的热值 $q = 4.3 \times 10^{7} J / kg)$

（1）请通过计算货车满载时车和货物的总质量，判断货车是否允许通过这座桥。

（2）货车以 $20 m / s$ 的速度在平直公路行驶，发动机的输出功率为 $200 kW$ ，求货车受到的阻力。

（3）若货车发动机的效率为 $40 %$ ，以 $20 m / s$ 的速度在该平直公路上行驶 $17.2 km$ ，消耗柴油的质量是多少？

如图所示是一款电蒸锅的简化电路图，它具有高温和低温两个挡位。高温挡加热功率为 $2000 W$ 。 $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 均为加热电阻丝， $R_{2}$ 的电阻为 $72.6 Ω$ 。求：

（1）电阻 $R_{1}$ 的阻值是多少？

（2）电蒸锅低温挡的功率是多少？

（3）若不计热量损失，用电蒸锅高温挡将 $2.5 kg$ 水从 $20^{°} C$ 加热到 $100^{°} C$ ，需要多长时间？ $[c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{\circ} C})]$

如图所示为一台压路机，质量为 $20 t$ ，车轮与水平地面总接触面积为 $0.5 m^{2}$ ．某次压路作业中，它以 $2 m / s$ 的速度水平匀速前进 $1000 m$ ，此时压路机的发动机输出功率为 $120 kW$ ． $(g$ 取 $10 N / kg)$ 求：

（1）压路机静止在水平地面时，对地面的压强是多少？

（2）压路机前进过程中受到的阻力是多少？

（3）若发动机的效率为 $40 %$ ，完成此次作业至少需要消耗多少 $kg$ 柴油？ $(q_{柴油}$ 取 $4 \times 10^{7} J / kg)$

如图，电源电压不变，小灯泡 $L$ 上标有“ $6 V 6 W$ ”字样（灯丝电阻不变）。定值电阻 $R_{1}$ 的阻值为 $10 Ω$ ， $R_{2}$ 为滑动变阻器。

（1）当开关 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 、 $S_{3}$ 都闭合时，小灯泡 $L$ 正常发光，求此时电流表的示数。

（2）断开开关 $S_{1}$ 和 $S_{3}$ ，闭合开关 $S_{2}$ ，当滑动变阻器的滑片调至阻值最大时，电压表示数为 $1.5 V$ ，求 $R_{2}$ 的最大阻值。

（3）当电路中有电阻或小灯泡工作时，求整个电路的最小电功率。