一个有加热和保温两种状态的微型电热水器，内部简化电路如图18-优题课

一个有加热和保温两种状态的微型电热水器，内部简化电路如图18所示，它由控制电路和工作电路两部分组成，其中 $R_{0}$ 为热敏电阻，它的阻值随温度的升高而减小，开关 $S_{0}$ 和 $S$ 都闭合时，电热水器开始加热，当电热水器中水的温度达到 $50^{°} C$ 时，电磁铁才会把衔铁吸下，使 $B$ 、 $C$ 两个触点接通，电热水器处于保温状态。已知 $R_{1} = 44 Ω$ ， $R_{2} = 2156 Ω$ ．求：

（1）将电热水器水箱中 $2.2 kg$ 的水从 $15^{°} C$ 加热到 $45^{°} C$ ，水吸收的热量

（2）电热水器处于加热状态时工作电路的功率。

（3）将 $2.2 kg$ 的水从 $15^{°} C$ 加热到 $45^{°} C$ ，需要通电 $5 \min$ ，电热水器的加热效率为多少？

（4）当温度达到 $50^{°} C$ 后，通电 $10 \min$ ， $R_{2}$ 产生的热量。

科目物理题型计算题难度较难

知识点：电功率的计算热量的计算电功与热量的综合计算

图甲是某款具有加热和保温双重功能的暖奶器的简化电路图，其加热效率为 $80 %$ 。图乙是暖奶器某次工作时电流随时间变化的图像。 $[$ 最适合宝宝饮用的牛奶温度是 $40^{°} C$ ， $c_{牛奶} = 4.0 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{\circ} C})]$ 求：

（1）电阻 $R_{2}$ 的阻值是多少；

（2）加热过程电路消耗的电能是多少；这些电能可将多少千克牛奶从 $20^{°} C$ 加热到 $40^{°} C$ 。

图甲所示的电路中，灯泡 $L$ 的额定功率为 $3.6 W$ （灯丝电阻不变），开关 $S$ 闭合， $S_{1}$ 断开，变阻器的滑片移动到最左端时，灯泡 $L$ 正常发光。图乙是变阻器的滑片从最右端移动到最左端过程中，电压表示数随电流表示数变化的图像。求：

（1）电源电压；

（2）变阻器 $R$ 的最大阻值；滑片在变阻器的最右端时，灯泡 $L$ 的实际功率；

（3）什么情况下电路消耗的功率最大；此时变阻器 $1 \min$ 消耗的电能。

国产某品牌 $SUV$ 汽车，质量为 $1.8 t$ ，四个轮胎的着地面积是 $0.06 m^{2}$ ，在水平公路上，以 $72 km / h$ 的速度匀速行驶 $100 km$ ，发动机的功率恒定为 $30 kW$ 。求： $(g$ 取 $10 N / kg$ ， $q = 4.5 \times 10^{7} J / kg)$

（1）该车静止在水平地面上时对地面的压强；

（2）该车匀速行驶时的牵引力和行驶 $100 km$ 牵引力做的功；

（3）若汽油完全燃烧释放的内能全部转化为车的机械能，该车行驶 $100 km$ 需要汽油多少千克。（结果保留一位小数）

如表一所示是小红同学家的燃气热水器正常工作时显示的部分参数。已知水的初温为 $20^{°} C$ ， $c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{\circ} C})$ 。求：

表一：

燃气热水器
设定温度	$50^{°} C$
气量	$1.0 m^{3} / h$
水量	$5.0 L / \min$

表二：

即热式电热水器
额定功率	$7000 W$
额定电压	$220 V$
额定频率	$50 Hz$

（1）燃气热水器正常工作 $10 \min$ 流出的热水的质量；

（2）燃气热水器正常工作 $10 \min$ 流出的热水所吸收的热量；

（3）小红同学观察到学校用的是即热式电热水器，铭牌如表二所示。若要得到（2）问中热水所吸收的热量，即热式电热水器需正常工作 $16 \min 40 s$ ，则该即热式电热水器的加热效率为多少；

（4）请写出使用电能的两个优点。

小明同学在物理实验室发现一个电学元件，是由一个标有" $2 V 2 W$ "的小灯泡和一个定值电阻 $R_{0}$ 连接而成。小明同学将该元件接入如图所示的电路中，电源电压恒为 $6 V$ ，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片 $P$ ，电流表的示数总在 $0.2 A ~ 1 A$ 的范围内变化（小灯泡的电阻不随温度变化，且电路元件始终完好）。求：

（1）小灯泡正常工作时的电流和电阻；

（2）定值电阻 $R_{0}$ 与小灯泡的连接方式；

（3）定值电阻 $R_{0}$ 的阻值；

（4）滑动变阻器 $R$ 的最大阻值。