如图甲乙所示是某调温型电烤箱和简化电路图，它的工作电压为22-优题课

如图甲乙所示是某调温型电烤箱和简化电路图，它的工作电压为220V，R ₁和R ₂均为电烤箱中的加热元件，R ₂的阻值为70Ω．当只闭合S ₁时为低温挡，低温挡电烤箱的电功率为440W。

（1）低温挡工作时，电路中的电流是多少？

（2）发热电阻R ₁的阻值是多少？

（3）高温挡时应该闭合的开关是　　，高温挡的电功率是多少？

（4）小余发现在傍晚用电高峰时，电烤箱内比平时温度低，他猜想是用电高峰时电压偏低所致，于是他想用电能表和秒表测量家庭电路的实际电压。傍晚用电高峰时，他关闭家里所有用电器，只让电烤箱以高温挡工作，发现在30s内电能表的转盘转了25转，电能表的铭牌如图丙所示，则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少？（不考虑电阻值随温度的变化）

科目物理题型计算题难度较难

知识点：电能表参数的理解与电能的求法电功率的计算实际电压实际功率

晾衣架（如图）给日常生活带来许多方便，转动手摇器能使横杆上升或下降。

（1）安装在天花板上虚线框内的简单机械应是　　。

（2）使用一段时间后，对手摇器的转轴添加润滑剂，目的是　　。

（3）将挂在晾衣架上重为20牛的衣服升高1.5米，至少对衣服做多少功？

（4）由于使用不当，造成晾衣架右侧钢丝绳受损，最多只能承受15牛的力，左侧钢丝绳能正常使用。晾衣架的横杆上有11个小孔，相邻两孔间的距离均为20厘米。现准备将重为20牛的一件衣服挂到水平横杆的小孔进行晾晒，通过计算说明挂在哪些编号的小孔，右侧钢丝绳会断裂（横杆、衣架和钢丝绳等自重不计）。

（10分）小敏家住某5层公寓楼中的4楼，当他在1楼按下楼道灯开关，5盏“ $220 V 12 W$ ”的楼道灯全部点亮，然后延时60秒均自动关闭。他正常每登一层楼所需时间为12秒。小敏意识到楼道灯这样的工作方式有些浪费电能，对楼道电路进行设计，改进电路如图， $K$ 为启动延时开关， $S$ 为感应跳转开关， $K$ 按下时 $S$ 按通触点1、2， $S$ 感应到人到2楼，跳转至触点2、3，感应到人到3楼，跳转至触点3、 $4 \dots \dots$ 跳转后若20秒后感应不到人，则 $K$ 断开。

（1）按照原先楼道灯的工作方式，小敏正常上楼回家一次，楼道灯一共消耗多少电能？

（2）改进后的方案中， $S$ 跳转前后，通过启动延时开关的电流大小　　（选填“增大”、“减小”或“不变” $)$ ，小敏正常上楼回家一次，比原来节约多少电能？

为提高垃圾分类效率，小科设计了如图甲所示的垃圾分类机器人。它捡起垃圾时，会快速从垃圾上取出标准规格的样品。通过机械手上的探针检测样品的电阻大小来识别垃圾的类别，并投入相应的垃圾桶。该机器人检测电路如图乙所示。各类垃圾样品的电阻参考值如下表。

样品电阻值 $/ Ω$	垃圾类别
小于10	金属
$10 - 30$	餐厨
大于30	其他

（1）机器人通过摄像头获得二维码倒立、缩小的像来识别垃圾桶。下列物体成像原理与其相同的是　。

$A$ ．平面镜

$B$ ．照相机

$C$ ．放大镜

$D$ ．眼球

（2）机器人从某块垃圾上取样检测时。检测电路电压表读数为1伏，检测时间为0.1秒。

①通过计算说明应将该垃圾放入图丙中哪个垃圾桶。

②该次检测电阻过程中，检测电路消耗的电能为多少？

（3）机器人将重1牛的垃圾举高70厘米后再水平移动3米，放入相应的垃圾桶。该过程中机器人至少对垃圾做了多少功？

现有一个粗细均匀的金属圆环，它是由一段铜丝和一段同种材料制成的电阻丝连接而成的。为了研究它的导电性，小科把它接入到如图甲所示的电路中。实验时，小科先将触点 $M$ 与圆环上的 $A$ 点连接，再移动滑动变阻器 $R_{1}$ 的滑片 $P$ 至最右端后，闭合开关 $S$ ，将触点 $N$ 从 $A$ 开始沿逆时针方向滑动一周，在触点 $N$ 滑动的过程中，触点 $M$ 、 $N$ 之间的电阻等效于一个变化的电阻，记为 $R_{MN}$ ．设滑过弧 $MN$ 的长为 $x$ ，电流表示数 $I$ 与 $x$ 之间的关系如图乙所示。已知电源电压恒为 $4.5 V$ ，铜丝的阻值不计，触点接触良好。粗细均匀、同种材料制成的电阻丝阻值与其长度成正比。

（1）由图乙可知，该金属圆环中铜丝的长度是　　 $cm$ 。

（2）在触点 $N$ 滑动过程中， $R_{MN}$ 的最大值是多少？

（3）每 $1 cm$ 电阻丝的阻值是　　 $Ω$ ．（提示：图甲中 $M$ 、 $N$ 之间的电阻等效于 $M$ 、 $N$ 之间两段弧形金属丝并联后的总电阻）

（4）如图丙所示，把 $M$ 、 $N$ 接到圆环其中一条直径的两端，将滑片 $P$ 移到最左端后闭合开关 $S$ ，通电 $1 \min$ ，电路消耗的电能为 $W$ ．求 $W$ 的最大值。（计算过程中不需要说明取最大值的理由）

十八世纪，瓦特发明的冷凝器蒸汽机，推动了人类第一次工业革命。如图为利用瓦特蒸汽机提升物体的工作示意图，蒸汽机的工作原理为：打开阀门 $A$ 、关闭阀门 $B$ ，高压蒸汽进入汽缸，推动活塞上行。当活塞到达汽缸顶部时，关闭阀门 $A$ 、打开阀门 $B$ ，蒸汽进入冷凝器，汽缸内压强减小，活塞下降。如此循环往复。

（1）蒸汽推动活塞上行过程中，能量转化是　　。

（2）蒸汽机活塞上行过程与汽油机的　　冲程相似。

（3）蒸汽机工作时，汽缸内部压强为 $1.1 \times 10^{6}$ 帕，若活塞面积为0.1米 $^{2}$ ，则活塞受到蒸气的压力是多少？

（4）蒸汽机活塞往复运动，通过杠杆和定滑轮对重物做功。若物体质量为200千克，活塞每次上升高度为0.6米，则活塞上升一次蒸汽机对物体做了多少有用功？假设活塞每分钟向上运动100次，该蒸汽机对物体做有用功的功率为多少？