某电热加湿器具有防干烧功能,可在水量不足时自动停止工作,其工作原理如图所示;水箱中的加热器具有高、低两挡功率调节功能,其内部电路(未画出)由开关 和阻值分别为 和 的电阻丝 、 组成。轻弹簧的下端固定在水箱底部,上端与一立方体浮块相连,浮块内有水平放置的磁铁。该加湿器为防干烧已设定:仅当浮块处于图中虚线位置时,固定在水箱侧壁处的磁控开关方能闭合而接通电路。
(1)当处于高功率挡时,加热器工作 所产生的热量全部被 的水吸收后,水温升高了 .已知加热器处于低功率挡时的功率为 ,电压 ,水的比热容 。
①求加热器处于高功率挡时的功率;
②请画出加热器内部电路。
(2)当向水箱内缓慢加水使浮块上升至图中虚线位置时,浮块下表面积距水箱底部的高度为 ,弹簧对浮块的弹力大小为 ,浮块(含磁铁)的质量为 , 取 。
①求浮块上升至虚线位置时排开水的体积;
②该加湿器所设定的防干烧最低水面距水箱底部的高度为 ,理由是 。
小禹在家中利用电吹风的冷风档做小实验,偶然发现电吹风向上吹风时,可使一个塑料小球悬空而不掉下来。小禹好奇地向爸爸请教,爸爸表扬了小禹爱钻研的好习惯,并告诉他:原因主要是流动的空气对小球产生了一个方向与风向一致的作用力,这个作用力可以称为"风阻";当"风阻"与小球重力平衡时,小球就可以保持静止;而且当小球的大小相同时,可认为受到的"风阻"大小F与空气相对于小球的速度大小v的二次方成正比,即F=kv 2(k为常数)。
爸爸还鼓励小禹结合初中知识来解决以下与这个现象相关的问题:
有一竖直通风管道,当给风装置竖直向上给风时,整个管道内风速都相同,风速的大小可由给风装置任意调整。风速大小为v时,质量为m的实心小球甲恰好能在管道内悬浮。
(1)若换上一个大小与甲球相同的实心小球乙,则需要调整风速大小为2v,才可以使乙保持悬浮。则乙球密度是甲球密度多少倍?
(2)若风速大小调整为1.2v,让甲球在管道内由静止释放,它将先加速上升然后匀速上升,甲球匀速上升时,"风阻"对它做功的功率是多大?(用来表示结果的字母从m、g、k、v中选用)
请各位同学也来解决这两个问题吧!
如图所示,正方形物块边长为 ,漂浮于足够高的底面积为 的盛有足量水的圆柱形容器中,有 体积露出水面。 取 。求:
(1)该物块受到浮力;
(2)该物块的密度;
(3)若未投入物块时,水对容器底部的压力为 .试求出物块漂浮时,水对容器底部的压力 并求出物块浸没时水对容器底部的压强;
(4)若物块漂浮时与未投入物块时比较,水对容器底部的压强变化了 ,物块浸没时与物块漂浮时水对容器底部的压力之比为 ,则未投入物块时容器中水的深度是多少?
兴趣小组自制液体密度计请选择其中一种方法完成计算,(两种都做,以方法一为准)
我选择方法 (一/二)完成计算
方法一:精确测量比水小的液体密度
步骤:
①取一上端开口的薄壁厚底玻璃筒,标有0~50mL体积刻度
②将空玻璃筒开口向上放入水中(ρ 水=1×10 3kg/m 3),玻璃筒竖直漂浮,向玻璃筒内加水至50mL刻度线时,在玻璃筒与外侧水面相平处做记号线
③将空玻璃筒开口向上放入酒精中(ρ 酒精=0.8×10 3kg/m 3),向玻璃筒内加水至30mL刻度线时,外侧酒精液面恰好与玻璃筒记号线重合
④将空玻璃筒开口向上放入待测液体中,向玻璃筒内加水至外侧待测液体液面与玻璃筒记号线重合,利用玻璃筒内水的体积刻度,可测得待测液体的密度。
g取10N/kg,问:
(1)每次实验,玻璃筒记号线与外侧液面相平时,其排开外侧液体的体积是多大?
(2)玻璃筒的重力有多大?
(3)该密度计能够测量的液体密度的最小值有多大?
方法二:精确测量比水大的液体密度
步骤:
①取一上端开口的薄壁厚底玻璃筒,标有0~50mL体积刻度
②将空玻璃筒开口向上放入水中(ρ 水=1×10 3kg/m 3),玻璃筒竖直漂浮,在玻璃筒与外侧水面相平处做记号线
③将空玻璃筒开口向上放入盐水中(ρ 盐水=1.2×10 3kg/m 3),向玻璃筒内加水至20mL刻度线时,外侧盐水液面恰好与玻璃筒记号线重合
④将空玻璃筒开口向上放入待测液体中,向玻璃筒内加水至外侧待测液体液面与玻璃筒记号线重合,利用玻璃筒内水的体积刻度,可测得待测液体的密度。
g取10N/kg,问:
(1)每次实验,玻璃筒记号线与外侧液面相平时,其排开外侧液体的体积是多大?
(2)玻璃筒的重力有多大?
(3)该密度计能够测量的液体密度的最大值有多大?