养生壶的原理如图所示，它有加热和保温两档。当加热到设定温度时

更新 2022-09-04
科目物理
题型计算题
难度较难
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养生壶的原理如图所示，它有加热和保温两档。当加热到设定温度时，养生壶自动切换为保温挡。（养生壶的部分参数如表所示）

（1）当开关 $S_{1}$ 闭合， $S_{2}$ 　　（填“闭合”或“断开”）时，养生壶处于加热状态。

（2）在保温挡正常工作时，求电路中的电流是多少？

（3）求 $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 的阻值。

（4）如果养生壶的效率为 $70 %$ ，那么在标准大气压下要将满壶的水从 $20^{°} C$ 加热至沸腾，请问需要多少分钟？

壶的容积	$1.5 L$
额定电压	$220 V$
加热功率	$1000 W$
保温功率	$44 W$

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如图所示的电路，电源电压保持不变，电阻 $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 分别为 $20 Ω$ 和 $30 Ω$ ，只闭合开关 $S_{1}$ 时，电流表的示数为 $0.3 A$ 。求：

（1）电源电压；

（2） $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 均闭合时，电流表的示数。

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难度：未知

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额定功率为 $1000 W$ 的电热水壶正常工作时，把质量为 $1 kg$ 的水从 $20^{°} C$ 加热到 $100^{°} C$ 。已知 $c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{\circ} C})$ ，不计热量损失。求：

（1）水吸收的热量；

（2）加热所需要的时间。

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创新科技小组用轻质杆设计制作了测量液体密度的工具 $- -$ 密度秤。其中经防腐处理的合金块重 $8 N$ ，体积 $100 c m^{3}$ ，秤砣重 $2 N$ ，秤纽处 $O$ 到 $A$ 端长 $10 cm$ 。测量时手提着秤纽将密度秤的合金块浸没在待测液体中（不接触容器），调节秤砣位置使秤杆水平平衡，秤砣悬挂处的刻度值为被测液体密度。请解答下列问题 $(g = 10 N / kg) :$

（1）在底面积为 $100 c m^{2}$ 的烧杯内装入 $20 cm$ 深的待测液体，测量情况如图，测得 $OC$ 长 $34 cm$ 。求秤杆 $A$ 端受到绳子的拉力大小。

（2） $C$ 点刻度表示的待测液体密度多大？

（3）以上过程中合金块放入前后，待测液体对烧杯底部压强变化多少？

（4）请列出秤砣悬挂位置到秤纽 $O$ 点距离 $L$ 与待测液体密度 $ρ$ 的函数关系式，并说明制成的密度秤刻度是否均匀。

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某校为改善学生生活条件，给学生宿舍安装了100台某品牌速热式电热水器，该电热水器铭牌标明：加热功率 $4400 W$ ，保温功率 $100 W$ ，水箱容积 $25 L$ ；内部结构如图甲所示， $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 是水箱中加热盘内的电热丝。水箱放满水后闭合开关 $S_{1}$ 开始加热，当水温升高到 $40^{°} C$ 时，温控开关 $S_{2}$ 自动切换到保温状态。同学们为弄清楚该电热水器性能，做了以下探究，请你帮助完成：

（1） $R_{2}$ 的阻值多大？

（2）如果每台每天平均保温 $20 h$ ，这100台电热水器在额定电压下每天因保温要浪费多少 $kW \cdot h$ 的电能？

（3）善于观察的张林发现，当他们寝室只有热水器工作时，将一箱冷水加热 $1 \min$ ，热水器显示屏显示水温由 $20^{°} C$ 上升到 $22^{°} C$ ，同时本寝室的电能表（如图乙）指示灯闪烁了80次，则该电热水器的效率多大？ $(ρ_{水} = 1.0 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ， $c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{\circ} C})$ ，不考虑电阻随温度变化）

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图甲是某款电熨斗，图乙是其电路原理图。电源电压为 $220 V$ ， $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 为发热体。该电熨斗两挡功率分别为 $100 W$ 和 $500 W$ ，通过开关 $S$ 实现温度控制， $S$ 闭合时为高温挡。

（1）求 $R_{1}$ 的阻值；

（2）在使用过程中，若电熨斗 $10 \min$ 消耗电能 $1.32 \times 10^{5} J$ ，请通过计算说明：在这段时间内电熨斗处于何种工作状态，并求出相应状态下的工作时间；

（3）为了适应不同室温和更多衣料，小明对电路做了改进，将 $R_{2}$ 换成滑动变阻器 $R_{3}$ ，如图丙所示， $R_{1}$ 、 $R_{3}$ 均为发热体。假定电熨斗每秒钟散失的热量 $Q$ 跟电熨斗表面温度与环境温度的温度差△ $t$ 关系如图丁所示。在一个 $20^{°} C$ 的房间，要求电熨斗表面保持 $220^{°} C$ 不变，应将 $R_{3}$ 的阻值调为多大？

题型：未知
难度：未知

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