在实践活动中，小刚所在的兴趣小组对电热水壶进行了研究与计算。-优题课

在实践活动中，小刚所在的兴趣小组对电热水壶进行了研究与计算。

（1）如图所示，电热水壶使用的都是三脚插头，中间较长的脚连接的是电热水壶的金属外壳，插入三孔插座后可将其与　　相连，防止漏电时对人造成伤害。壶底的加热盘烧水时是通过　　的方式改变了水的内能。

（2）电热水壶的铭牌如下表所示，正常工作时通过电热水壶的电流是多少？

额定容量	$2.0 L$
额定电压	$220 V$
额定功率	$2000 W$
频率	$50 Hz$

（3）为了测量电热水壶的加热效率，小刚在壶中加入额定容量的初温为 $15^{°} C$ 的水，在额定电压下将其加热到沸腾，用时 $7 \min$ 。已知烧水时气压为1个标准大气压， $ρ_{水} = 1.0 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ， $c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{\circ} C})$ ，则该电热水壶的加热效率为多少？

（4）小刚发现电热水壶的电源线都比较短，上网查询后发现，按照国家规定的标准，电热水壶使用的电源线不能过长，横截面积不能过小。请利用所学的物理知识进行解释。

科目物理题型解答题难度中等

知识点：电功与电能的计算能量利用效率热传递改变物体内能影响电阻大小的因素热量的计算

宁夏中卫地区气候干燥，昼夜温差很大，当地特产压砂瓜，被称为“石头缝里长出的西瓜”，如图所示。每到种植季节，瓜农们把发了芽的西瓜种子种到覆盖了砂石的土壤中，这样可以利用砂石有效蓄水和保温，保证芽苗在深夜不会被冻伤。请你根据以上材料所给信息，利用比热容知识分析：为什么瓜农在土壤上覆盖砂石后，能起到保温作用？

平衡车作为一种新兴的代步工具，深受年轻人的喜欢，小明最近购入一台平衡车，如图所示。他仔细阅读此款平衡车的说明书，主要参数如下：

平衡车整车参数		电池参数
净重	$12 kg$	工作电压	$36 V$
最高车速	$16 km / h$	电池容量	$2.5 Ah$ 锂电池
电动机额定功率	$900 W$	智能 $BMS$	过压 $/$ 欠压 $/$ 短路 $/$ 过热保护
最大载重	$85 kg$	智能 $BMS$
轮胎与地面总接触面积	$100 c m^{2}$

（1）该平衡车在水平路而正常行驶时，对地面产生的最大压强是多少？（要有计算过程）

（2）该平衡车的电池充满电后，所储存的电能为　　 $J$ 。

（3）平衡车脚踏位置布满花纹，其作用是　　。

人类正面临能源危机，为了找到更节能的光源，科学家做了大量的实验，实验发现下表中的 $LED$ 灯和白炽灯在正常工作时，光照强度相同。请通过计算回答下列问题：

（1） $LED$ 灯正常发光时的电流是多大？

（2） $LED$ 灯正常发光时的电阻是多大？

（3）正常工作 $10 h$ ，使用 $LED$ 灯比白炽灯要节约多少电能？

类型	$LED$ 灯	白炽灯
发光原理	二极管发光	钨丝高温发光
额定电压	24伏	220伏
响应时间	$10^{- 9}$ 秒	$10^{- 3}$ 秒
额定功率	12瓦	100瓦

在中国科技馆”探索与发现”展厅里，有一件十分神奇的展品一磁液宝塔，如图甲所示。磁液是一种具有磁性的液体，它既具有液体的流动性，又具有固体磁性材料的磁性。磁液槽中有三个圆锥体，当用手转动展台下方的手柄时，磁液就会沿圆锥体爬升，手柄转动速度越大，磁液爬升的速度也越大，如图乙所示手柄停止转动后，爬上圆锥体的磁液会落回磁液槽。

请根据以上介绍，从力学或电磁学角度提出一个物理问题，并用所学的物理知识进行解释。

如图所示是某款有加热和保温功能的电热饮水机的电路原理图，机内有温控开关 $S_{0}$ ，该饮水机的部分参数已知：额定电压为 $220 V$ ，加热时的总功率为 $880 W$ ，保温时的功率为 $80 W$ ， $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 为加热电阻丝（假设它们的阻值不变）。饮水机在额定电压下工作时，求：

（1）加热时电路中的总电流为多少？

（2）保温状态下，5分钟消耗的电能是多少焦？

（3）当开关 $S$ 和 $S_{0}$ 都闭合时是在加热状态还是保温状态？并请你求出 $R_{1}$ 的电阻是多大？