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400-优题课

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。

科目物理题型计算题难度中等

知识点：能量的转化热量的计算燃料的热值及其计算

某学校教学楼有一额定电压为 $220 V$ 的电热水器，它的工作电路如图所示，已知电阻 $R_{2} = 217.8 Ω$ ，电源电压保持 $220 V$ 不变，当 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 均闭合时，电热水器处于加热状态，消耗的功率为 $2 kW$ ．只闭合 $S_{1}$ ，电热水器处于保温状态。求：

（1）电阻 $R_{1}$ 的阻值；

（2）电热水器处于保温状态消耗的功率；

（3）电热水器处于加热状态时，将 $5 kg$ 水从 $18^{°} C$ 加热到 $98^{°} C$ 所需的时间 $[$ 不计热损失，水的比热容为 $4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{°} C)]$ 。

如图所示，电源电压恒定不变， $R_{2} = 12 Ω$ ，滑动变阻器铭牌上标有“ $1 A 20 Ω$ ”，小灯泡标有“ $6 V 2 W$ ”字样，小灯泡灯丝电阻保持不变，闭合开关 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ ，断开 $S_{3}$ 、 $S_{4}$ 时，小灯泡刚好正常发光，此时电压表的示数为 $2 V$ ，求：

（1）电源电压；

（2）当闭合开关 $S_{1}$ 、 $S_{3}$ ，断开 $S_{2}$ 、 $S_{4}$ 时，并移动滑动变阻器 $R$ 的滑片 $P$ 到中点时，电压表的示数；

（3）当闭合开关 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 、 $S_{3}$ 、 $S_{4}$ 时，并移动滑动变阻器 $R$ 的滑片，滑动变阻器接入电电路的阻值为多大时，电路中总功率最大，求最大功率。

同种材料制成的两个实心正方体 $A$ 、 $B$ ，密度均为 $ρ$ ，他们的重力分别为 $G_{A}$ 、 $G_{B}$ ，如图1放在水平桌面上静止时，两个物体对桌面的压强分别是 $p_{A}$ 、 $p_{B}$ ；如图2所示，匀速提升浸没在水中的 $A$ 物体，匀速提升过程中 $A$ 物体一直没有露出水面，此时滑轮组的机械效率为 $75 %$ ，已知动滑轮重为 $G$ 动，且 $G_{动} : G_{A} : G_{B} = 1 : 4 : 32$ ，滑轮组工作中不计绳子摩擦及绳重。求：

（1）水平桌面压强之比 $p_{A} : p_{B}$ 是多少？

（2）正方体材料的密度是多少？

如图所示的电路图中，电源电压恒为 $9 V$ ，电阻 $R_{1} = 5 Ω$ ， $R_{2} = 10 Ω$ ，开关 $S$ 闭合后，求：

（1）电流表 $A_{2}$ 的示数

（2）通过电阻 $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 的电流在 $100 s$ 内做的功

如甲图所示， $R_{1}$ 为定值电阻，电源电压保持不变。当闭合开关 $S$ ，滑动变阻器 $R_{2}$ 的滑片 $P$ 从 $B$ 端移到 $A$ 端，两电表示数变化关系如乙图所示。

求：（1）电源电压；

（2）滑动变阻器 $R_{2}$ 的最大阻值；

（3）滑片 $P$ 滑到 $AB$ 中点时电阻 $R_{1}$ 的电功率。