甲、乙两地相距40km，在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电-优题课

图甲是一种太阳能“摆叶花”，其摆动原理如图乙所示。塑料摆叶 $A O B$ 是硬质整体，由摆杆 $O B$ 和叶瓣 $O A$ 组成，可视为绕固定点 $O$ 自由转动的杠杆。

（1）图乙为断电静止时的状态，叶瓣 $O A$ 重 $0.04$ 牛， $C$ 是其重力作用点。摆杆 $O B$ 质量不计， $B$ 端固定着一块小磁铁， $C 、 O 、 D$ 在同一水平线上。求磁铁受到的重力是多少牛？

（2）线圈E有电流时，推动磁铁向左上方运动，则线圈E上端的磁极是＿＿＿＿＿极。

（3）线圈E推动磁铁向左上方运动，使摆叶 $A O B$ 顺时针小幅摆动后，立即断电，摆叶 $A O B$ 会自动逆时针摆回来。请利用杠杆知识对上述现象作出分析。＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

某兴趣小组想要利用风扇、发热电阻等元件，制作一个有低温挡和高温挡的暖风机，设计了发热部分的两种电路，如图甲、乙所示。

（1）图甲中，当开关 $S$ 闭合、 $S_{1}$ 断开时， $R_{1}$ 和 $R_{2}$ 的连接方式是＿＿＿＿＿，此时处于＿＿＿＿＿挡工作状态。

（2）若选用图乙所示电路，电源电压为 $24$ 伏，想要实现发热电阻 $R_{3}$ 的电功率为 $120$ 瓦，则选用 $R_{3}$ 的阻值应为多少？

（3）按图乙电路制作的暖风机高温挡的总功率为 $200$ 瓦，在高温挡工作 $600$ 秒，暖风机所消耗的电能是多少？

某同学用食盐、水和一支装有沙子的薄壁塑料管来测量新鲜鸡蛋的密度，步骤如下：

（1）将新鲜鸡蛋放入食盐的饱和溶液中，鸡蛋处于漂浮状态。然后慢慢加水，当鸡蛋处于＿＿＿＿＿状态时，鸡蛋的密度等于食盐溶液的密度。

（2）把鸡蛋从食盐溶液中取出，将总质量为 $10.5$ 克、底面积为 $1 {厘米}^{2}$ 的塑料管放入该食盐溶液中，直立漂浮时测得液面下塑料管的长度为 $10$ 厘米，如图所示。请计算该新鲜鸡蛋的密度为多少？

小明设计了如图甲所示的多功能电饭煲模拟电路，能实现“煮饭时保持高温快煮，快煮后自动保温”。

【电路简介】

工作电路： $S_{1}$ 为电源开关； $S_{2}$ 为定时器开关，其闭合后自动开始计时，计时结束后自动断开，不再闭合； $R_{1}$ 为可调电阻； $R_{2}$ 为电饭煲内的电热丝。

控制电路：电磁继电器 $A$ 和 $B$ 完全相同， $R_{a}$ 和 $R_{b}$ 是分别安装在电饭煲内的热敏电阻，它们的阻值随温度的变化如图乙所示，当温度达到 $120 ℃$ 时， $L_{a}$ 吸引弹性衔铁使 $S_{a}$ 断开，当温度降到 $110 ℃$ 时， $L_{a}$ 释放弹性衔铁使 $S_{a}$ 闭合。

【快煮模式】闭合开关 $S 、 S_{1} 、 S_{2}$ ，电饭煲进入快煮模式直至定时开关 $S_{2}$ 自动断开。在快煮过程中温度将维持在 $110 ℃ ～ 120 ℃$ ，工作电路的电热丝在高功率和低功率之间切换，其功率随时间变化如图丙所示。

【保温模式】开关 $S_{2}$ 断开后，电饭煲进入保温模式，最后温度维持在 $60 ℃ ～ 80 ℃$ 。

（1）由图丙可知，电饭煲在 $24$ 分钟快煮过程中，电热丝高功率加热的时间为＿＿＿＿＿分钟。

（2）若 $R_{1}$ 接入电路的阻值为 $840$ 欧， $R_{2}$ 阻值为 $40$ 欧，工作电路电源电压为 $220$ 伏，则电饭煲完成一次快煮，电热丝 $R_{2}$ 消耗的电能为多少焦？

（3）请结合图甲、乙说明开关 $S_{2}$ 断开后，电饭煲实现自动保温的工作原理。

排气阀是供暖设备中的重要部件，它能及时排出管内热水汽化产生的气体，使水正常流动，从而保证供暖效果。

排气阀工作原理如图所示：水中气体在流动过程中，积聚于封闭的排气阀内，使阀内气压变大，浮筒随水面一起下降，此时阀内气体排出使气压变小，从而浮筒上升，堵杆重新堵住排气孔。

（1）水管内的水流速度至少达到 $0.25$ 米/秒才能携带气泡流动。若水管总长为 $60$ 米，要使水流能携带气泡流动，则水从水管起始端流到终端最多要多少时间？

（2）排气阀中的浮筒和堵杆总质量为 $0.02$ 千克，计算排气阀排气时浮筒浸在水中的体积。（水的密度取 $1.0 \times 10^{3}$ 千克/ $米^{3}$ ）