电热加湿器靠电流的热效应工作。某种家用电热加湿器相关参数、外-优题课

题文

电热加湿器靠电流的热效应工作。某种家用电热加湿器相关参数、外形、电路简化图如图所示。电热器的电热丝浸没在加热仓的水中产生热量，使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出，增加环境湿度。当加热仓中的水减少到一定程度时，自动阀门智能打开，水由储水箱进入到加热仓中。

工作电压220V
工作频率50Hz
最大运行功率40W
储水箱容量2.4L
尺寸高315mm，底部直径168mm
满水工作时间高气雾量10h，低气雾量24h

（1）当气雾调节器R₂的滑片移到最左边时，加湿器以最大运行功率工作，求电热丝R₁的电阻值。

（2）如果加热仓内冷水的温度为20℃，用最大运行功率工作，经过5min36s，水沸腾产生蒸气，求加热仓中水的体积。[c_水＝4.2×10³J/（kg•℃）。ρ_水＝1×10³kg/m³，电热丝R₁产生的热量全部被水吸收。环境为标准大气压]。

（3）当滑片移到最右端时，气雾调节器R₂的阻值为605Ω，加湿器以最低气雾量工作，求此时电热丝R₁的电功率是多少瓦？24小时R₁消耗多少度电？（计算结果保留一位小数）

科目物理题型计算题难度较难

知识点：电功与电能的计算电功率的计算热量的计算电功与热量的综合计算

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随着电动自行车的大量普及，涉及电动自行车的交通事故也逐年上升，为此国家制定了《电动自行车安全技术规范》（以下简称《规范》 $)$ ，宜昌市公安局宣布，从2019年5月1日起，凡违反《规范》规定的车辆不允许生产和销售。《规范》对电动自行车的最大质量、最高速度、电池电压及电机功率作出了限制。小明家电动自行车的电机额定输出功率为 $380 W$ ，质量为 $50 kg$ 。

（1）《规范》中对整车质量及最高车速作出限制，是因为这两个因素直接影响电动自行车的　　能。

（2）小明自身质量也为 $50 kg$ ，当他骑着家里的电动自行车在水平路面上行驶时，轮胎接地总面积为 $50 c m^{2}$ ，则车轮对地面的压强是多大？ $(g = 10 N / kg)$

（3）小明日常骑行要经过一段上坡路面，在一次骑行经过该路段时，小明发现当电机满负荷运转时（额定输出功率为 $380 W)$ ，速度表显示的数据是 $9 km / h$ ，从坡底到达坡顶用时刚好1分钟，则该上坡路面的长度是多少？此时电机产生的向前的牵引力是多少？

近年来，宜昌市着力打造生态能源示范村，新增太阳能热水器4000多台。如图所示某太阳能热水器接收太阳能的有效面积为 $3 m^{2}$ ，假设某天有效光照时间为 $6 h$ ，每平方米太阳的平均辐射功率为 $2.4 \times 10^{6} J / h$ ，将热水器内初温为 $15^{°} C$ 的水温度升高到 $70^{°} C$ ．（太阳能热水器的工作效率为 $50 %)$

（1）家用燃气热水器的工作效率为 $60 %$ ，把相同质量的水从 $15^{°} C$ 加热到 $70^{°} C$ ，使用太阳能热水器可节约多少千克液化石油气？（液化石油气的热值为 $4 \times 10^{7} J / kg)$

（2）人们利用太阳能，除了转化为内能之外，还有“光电转换”，即利用　　将太阳能转化为电能；还有“光化转换”，即通过　　将太阳能转化为化学能。

家用电饭锅中自动开关一般由感温铁氧体组成，将电饭锅的自动开关 $S$ 按下，电饭锅处于加热状态，当感温铁氧体温度达到 $103^{°} C$ 时失去磁性，被吸铁块由弹簧弹开，使电饭锅进入保温状态。某家用电饭锅内部电路简化示意图如图甲，某次使用该电饭锅在 $220 V$ 的电压下煮饭过程中，通过的电流随时间变化的图象如图乙。

（1）当锅内温度为 $100^{°} C$ 时，自动开关 $S$ 与　　（选填“1”或“2” $)$ 连接，此时电饭锅处于　　（选填“加热“或“保温” $)$ 状态。

（2）该电饭锅此次工作30分钟消耗的电能为多少？

（3）电阻 $R_{1}$ 与 $R_{2}$ 的阻值之比为多少？

（4）若要使该电饭锅的加热功率提高到 $1100 W$ ，可以给电阻 $R_{1}$ 并联一个阻值为多大的电阻 $R_{3}$ ？

水平桌面上有一容器，底面积为 $100 c m^{2}$ ，容器底有一个质量为 $132 g$ 、体积 $120 c m^{3}$ 的小球，如图甲所示 $(ρ_{水} = 1.0 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ， $g = 10 N / kg)$

（1）向容器中注入质量为 $1.6 kg$ 的水时，水深 $13 cm$ ，如图乙所示，求水对容器底的压强；

（2）再向容器中慢慢加入适量盐并搅拌，直到小球悬浮为止，如图丙所示，求此时盐水的密度 $ρ_{1}$ ；

（3）继续向容器中加盐并搅拌，某时刻小球静止，将密度计放入盐水中，测得盐水的密度 $ρ_{2} = 1.2 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ，求小球浸入盐水的体积。

一辆厢式小货车某次运货，满载后总质量是 $5.0 \times 10^{3} kg$ ，在平直的公路上匀速行驶 $100 km$ ，耗油 $10 kg$ ，货车受到的阻力是总重力的0.05倍，发动机的牵引功率是 $50 kW$ （油的热值是 $5.0 \times 10^{7} J / kg$ ， $g = 10 N / kg)$ ，求：

（1）货车受到的牵引力；

（2）货车匀速行驶的速度；

（3）货车发动机的效率。

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