一款电热水壶工作时有两档，分别是加热档和保温档。其工作原理如-优题课

一款电热水壶工作时有两档，分别是加热档和保温档。其工作原理如图所示（虚线框内为电热水壶的发热部位），已知 $R_{1} = 44 Ω$ ， $R_{2} = 2156 Ω$ ，外界气压为一个标准大气压， $g = 10 N / kg$ ， $ρ_{水} = 1.0 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ， $c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{\circ} C})$ ，求：

（1）当开关 $S$ 置于　　（选填“1”或“2” $)$ 时电热水壶处于加热档，它的功率是多大？

（2）保温状态下电路中的电流是多大？

（3）若将体积为 $1 L$ ，初温为 $20^{°} C$ 的水烧开需要7分钟，求电水壶的加热效率 $η$ ．（结果保留一位小数）

科目物理题型解答题难度较难

知识点：电功与电能的计算能量利用效率电功率的计算热量的计算

水平桌面放置一个质量为 $0.8 kg$ 的保温杯，杯底对桌面的压强为 $2 \times 10^{3} Pa$ ， $g$ 取 $10 N / kg$ 。求：

（1）保温杯对桌面压力的大小。

（2）桌面的受力面积。

如图所示，电阻 $R_{1}$ 的阻值为 $10 Ω$ ．闭合开关 $S$ ，电阻 $R_{1}$ 两端的电压为 $10 V$ ，电阻 $R_{2}$ 两端的电压为 $5 V$ ．求：

（1）电源两端的电压。

（2）通过电阻 $R_{1}$ 的电流。

某电热加湿器具有防干烧功能，可在水量不足时自动停止工作，其工作原理如图所示；水箱中的加热器具有高、低两挡功率调节功能，其内部电路（未画出）由开关 $S$ 和阻值分别为 $121 Ω$ 和 $48.4 Ω$ 的电阻丝 $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 组成。轻弹簧的下端固定在水箱底部，上端与一立方体浮块相连，浮块内有水平放置的磁铁。该加湿器为防干烧已设定：仅当浮块处于图中虚线位置时，固定在水箱侧壁处的磁控开关方能闭合而接通电路。

（1）当处于高功率挡时，加热器工作 $2.5 \min$ 所产生的热量全部被 $1 kg$ 的水吸收后，水温升高了 $50^{°} C$ ．已知加热器处于低功率挡时的功率为 $400 W$ ，电压 $U = 220 V$ ，水的比热容 $c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{\circ} C})$ 。

①求加热器处于高功率挡时的功率；

②请画出加热器内部电路。

（2）当向水箱内缓慢加水使浮块上升至图中虚线位置时，浮块下表面积距水箱底部的高度为 $20 cm$ ，弹簧对浮块的弹力大小为 $6 N$ ，浮块（含磁铁）的质量为 $0.4 kg$ ， $g$ 取 $10 N / kg$ 。

①求浮块上升至虚线位置时排开水的体积；

②该加湿器所设定的防干烧最低水面距水箱底部的高度为　　 $cm$ ，理由是　　。

某油电混合动力汽车工作原理如图所示，当它以 $90 km / h$ 的速度匀速行驶 $10 \min$ 的过程中，发动机和驱动电机共同为汽车提供动力，驱动汽车行驶所需的能量 $E_{1} = 3 \times 10^{7} J$ ，其中 $η_{1} = 60 %$ 来自于汽油燃烧，而汽油燃烧放出热量的 $η_{2} = 40 %$ 用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电，其中用于充电的能量 $E_{2} = 2 \times 10^{6} J$ ，设汽油在发动机气缸内完全燃烧，汽油热值取 $q = 5 \times 10^{7} J / kg$ 。

（1）当该汽车制动刹车时，驱动电机会反转为发电机给蓄电池充电，电机发电的原理是　　，产生的电能是从汽车的　　能转化而来的。

（2）求题述过程中汽车受到的阻力；

（3）题述过程中，汽车所消耗汽油的质量用 $m$ 表示。

①求汽车所消耗汽油的质量 $m$ ；

②请将下列表达式填写完整： $η_{1} E_{1} =$ 　　（用 $q$ 、 $m$ 、 $η_{2}$ 和 $E_{2}$ 表示）

如图1所示，装有 $0.01 m^{3}$ 水的圆桶置于水平地面上，桶与地面间的接触面积为 $0.2 m^{2}$ 。

桶的质量忽略不计， $g$ 取 $10 N / kg$ 。

（1）求桶中水的质量。

（2）求这桶水对地面的压强。

（3）某同学用图2所示的滑轮组将这桶水匀速提升 $2 m$ 的过程中，所用拉力为 $40 N$ ．求该滑轮组的机械效率。