吴丽设计了一个内有水箱的孵化箱。利用图甲所示电路，对水箱内的-优题课

吴丽设计了一个内有水箱的孵化箱。利用图甲所示电路，对水箱内的水加热。电路中 $R$ 是阻值恒为 $40 Ω$ 的发热电阻， $R_{0}$ 是阻值恒为 $160 Ω$ 的调控电阻； $S$ 为温控开关，当温度等于或低于 $37^{°} C$ 时闭合，温度等于或高于 $42^{°} C$ 时断开，使箱内温度维持在 $37^{°} C$ 到 $42^{°} C$ 之间；额定电压为 $220 V$ ．请完成下列问题：

（1）在额定电压下，发热电阻 $R$ 工作的最大发热功率和最小发热功率各为多少瓦特？

（2）设计完成后，吴丽对孵化箱进行了工作测试。从孵化箱温度刚刚变为 $42^{°} C$ 开始计时，电路中的电流随时间变化的图象如图乙。

ⅰ．测试时的实际电压为多少伏特？

ⅱ．工作测试一个小时，电路消耗的电能为多少度？

ⅲ．已知水的比热容为 $4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{°} C)$ 。假设升温过程中，发热电阻发出的热量全部被水吸收，不考虑热量散失，则测试时水箱内水的质量为多少千克？（本小问结果可用分数表示）

科目物理题型计算题难度较难

知识点：串联电路的电流规律电功与电能的计算电功率的计算热量的计算欧姆定律的应用

如图所示，将标有“ $2.5 V 0.625 W$ ”字样的小灯泡接入电源电压 $4.5 V$ （电压保持不变）电路中，为调节灯泡亮度，在电路中串联一个滑动变阻器，两个电压表的量程都是 $3 V$ 。

（1）移动滑动变阻器滑片，使小灯泡正常发光，灯泡正常发光时的电阻是多大？

（2）在小灯泡正常发光的情况下，通电5分钟，滑动变阻器消耗的电能是多少？

（3）为保证两个电压表两端的电压不超过 $3 V$ ，小灯泡两端的电压不超过额定电压的情况下，滑动变阻器允许的取值范围是多少？（假定灯丝电阻保持不变）

3月12日，我国自主研发建造的“天鲲号”绞吸挖泥船正式投产首航，其智能化水平以及挖掘系统、输送系统的高功率配置均为世界之最。 $(g$ 取 $10 N / kg$ ， $ρ_{水}$ 取 $1.0 \times 10^{3} kg / m^{3})$ 主要参数如下表。

项目	参数
总长度 $(m)$	140
宽度 $(m)$	27.8
吸 $/$ 排管径 $(mm)$	$1000 / 1000$
满载排水量 $(t)$	$1.7 \times 10^{4}$
满载吃水深度 $(m)$	6.5
泥泵输送功率 $(W)$	$1.7 \times 10^{7}$

（1）满载时，求“天鲲号”受到水的浮力是多少？

（2）满载时，求“天鲲号”底部受到水的压强是多少？若船底需要安装探测仪器，其面积为 $40 c m^{2}$ ，求探测仪器受到水的压力是多少？

（3）“天鲲号”去某水域执行任务，其工作量相当于将 $1.36 \times 10^{4} t$ 的淤泥输送至 $15 m$ 高的台田上。假设“天鲲号”绞吸挖泥船泥泵的机械效率为 $30 %$ ，求完成此任务需要的时间是多少？

图甲为新型风暖浴霸，因其安全性能好、发热柔和，深受大家喜爱。它是利用电动机鼓动空气流动，通过加热元件加热冷空气带动室内升温。图乙是某型号风暖浴霸的简化电路图，其发热元件是两根阻值不变的电热丝 $R_{1}$ 、 $R_{2}$ ．主要参数如下表。

项目	参数
额定电压 $(V)$	220
$R_{1}$ 额定功率 $(W)$	1936
$R_{2}$ 额定功率 $(W)$	968
电动机功率 $(W)$	44
适用面积 $(m^{2})$	10

（1）开关均闭合，求浴霸正常工作时的干路电流是多少？

（2）正常工作时，求 $R_{1}$ 的阻值是多少？

（3）实际电压为 $200 V$ 时，求 $R_{2}$ 的实际功率是多少？

（4）浴霸正常工作时，使容积为 $20 m^{3}$ 的房间空气温度升高 $20^{°} C$ ，求室内空气吸收的热量是多少？ $(ρ_{空气}$ 取 $1.2 kg / m^{3}$ ， $c_{空气}$ 取 $1.0 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{°} C)$ ，不考虑其他因素影响）

如图（a）所示电路，电源电压保持不变。小灯泡 $L$ 标有“ $4 V 0.5 A$ ”字样，电流表量程 $0 ~ 0.6 A$ ，电压表量程 $0 ~ 3 V$ ，滑动变阻器 $R_{1}$ 的最大阻值 $20 Ω$ ，只闭合开关 $S$ 、 $S_{1}$ ，调节滑动变阻器滑片 $P$ ，得到电流表与电压表示数关系如图（b）所示。

求：

（1）小灯泡的额定功率；

（2）电源电压及定值电阻 $R_{2}$ 的阻值；

（3）只闭合开关 $S$ 和 $S_{2}$ ，移动滑动变阻器的滑片 $P$ ，小灯泡 $L$ 的 $I - U$ 图象如图（c）所示，在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器 $R_{1}$ 允许的取值范围。

2018年10月24日，港珠澳大桥正式建成通车。如图所示，一辆汽车行驶在其中一段长 $15 km$ 的直桥上，已知：汽车的总质量为 $1.5 t$ （包括车、车上的人和物品等），轮胎与地面的总接触面积为 $0.2 m^{2}$ ，汽车以 $90 km / h$ 的速度匀速通过大桥的这一段路段，行驶过程中受到的阻力为 $900 N$ ． $(g$ 取 $10 N / kg)$ ，求：

（1）汽车静止在水平地面时对地面的压强；

（2）此过程中汽车牵引力所做的功；

（3）此过程中汽车牵引力做功的功率。