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

夏天，小华发现爸爸将水和防冻液（主要成分是不易蒸发、密度为 $1.11 g / c m^{3}$ 的乙二醇）混合后加入汽车水箱，他很不解：夏天为什么还要加防冻液？他思考后认为，加防冻液后，混合液的比热容和沸点都可能发生变化。

（1）小华对混合液比热容的变化情况作了进一步思考，觉得混合液的比热容应随含水量（水在混合液中所占体积之比）的增大而增大。为此，他在图甲装置的两支相同试管中分别加入体积相同、含水量不同的混合液，通过实验进行验证。

①实验中存在的问题是　　。

②纠正后，实验通过　　来比较不同混合液的比热容的大小。

（2）小华继续探究混合液沸点与含水量的关系，测得数据如下：

含水量 $W / %$	50	40	30	20	10	5
混合液沸点 $t /^{°} C$	107	110	116	124	141	160

①请在图乙中，描点作出含水量 $W$ 与混合液沸点 $t$ 的关系图线。

②混合液的含水量为 $15 %$ 时，沸点是　　 $^{°} C$ 。

（3）混合液沸腾后冷却，小华测出其密度，发现混合液的密度比混合前利用水和防冻液的质量、体积算出的密度要大。对于混合液沸腾冷却后密度变大的原因，他提出如下猜想：

猜想1：防冻液与水混合时总体积变小；

猜想2：混合液沸腾过程中水大量汽化。

①若猜想1正确，则混合液总体积变小的原因是　　。

②为验证猜想2是否正确，他设计了以下方案：将混合液加热至沸腾，分别测出沸腾过程中不同时刻的温度，若猜想正确，实验时可观察到　　；混合液密度变大的原因是　　。

在测量小灯泡电功率的实验中，提供的器材有：电源、标有“ $3.8 V$ ”的小灯泡、滑动变阻器 $R$ 、电阻箱 $R_{0}$ 、电流表、电压表、开关及导线若干。

（1）小虎按图甲电路图连接电路，闭合开关，灯泡不亮，此时电压表示数为 $0.1 V$ ，电流表示数为 $0.04 A$ ，灯泡不亮的原因是　　；移动变阻器滑片 $P$ ，发现两表示数均不变，则电路连接存在的问题是　　。

（2）实验中，电流表出了故障，同组的小明设计了图乙所示的电路。

①根据图乙电路，在图丙中用笔画线代替导线将实物图连接完整。

②正确连接电路后，将电阻箱阻值调到最大值。

③闭合开关 $S_{1}$ ，将开关 $S_{2}$ 拨至“2”位置，当电阻箱的旋钮调到图丁位置时，灯泡恰好正常发光，则电阻箱接入电路的阻值 $R_{0} =$ 　　 $Ω$ 。

④再将开关 $S_{2}$ 拨至“1”位置，此时电压表示数为 $8 V$ ，则灯泡额定功率 $P_{L} =$ 　　 $W$ 。

（3）进一步分析实验数据，可判断小灯泡接入电路前，灯丝阻值的可能范围是　　。

如图，电源电压恒定， $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 是定值电阻， $R_{1} = 10 Ω$ ，滑动变阻器 $R_{3}$ 标有“ $20 Ω 0.5 A$ ”字样。只闭合开关 $S_{1}$ ，电流表的示数为 $0.9 A$ ；再闭合开关 $S_{2}$ 、 $S_{3}$ ，电流表的示数变为 $1.5 A$ ，求：

（1）电源电压；

（2）开关 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 、 $S_{3}$ 都闭合时， $R_{2}$ 在 $10 s$ 内产生的热量；

（3）只闭合开关 $S_{3}$ ，移动变阻器滑片时， $R_{1}$ 的电功率变化范围。

一辆氢气动力试验汽车的质量为 $1.5 \times 10^{3} kg$ ， $10 \min$ 内汽车在平直路面上匀速行驶了 $1.2 \times 10^{4} m$ ，消耗了 $0.15 kg$ 的氢气。此过程汽车发动机产生的牵引力为 $1.0 \times 10^{3} N$ ，行驶时汽车轮胎与地面接触的总面积为 $0.1 m^{2}$ （氢气的热值取 $1.4 \times 10^{8} J / kg$ ， $g$ 取 $10 N / kg)$ 。求：

（1）汽车对地面的压强；

（2）牵引力做功的功率；

（3）汽车发动机的效率。

按题目要求作图。

（1）如图甲，观光缆车沿轨道斜向上做匀速直线运动，画出车中重物 $A$ 所受力的示意图。

（2）如图乙，画出入射光线对应的反射光线和大致的折射光线。

（3）如图丙，举着哑铃的前臂骨骼可看成杠杆，画出动力 $F_{1}$ 的示意图及阻力 $F_{2}$ 的力臂 $l_{2}$ 。