题目内容
【题目】如图所示是某同学设计的一台浮力电子秤，其结构由浮力秤和电路两部分组成，小筒底面积为10cm2，大筒底面积为50cm2，装有适量水，金属滑片P固定在托盘下面并随托盘一起自由滑动（滑片质量和滑片受到导线的拉力均忽略不计），定值电阻R0＝8Ω，AB是一根长为20cm的均匀电阻丝，其阻值为20Ω，电源电压为6V．当托盘中不放物体时，P位于A端，小筒浸入水中5cm（称量过程中大筒水未溢出），则：R0在电路中的作用是_____，托盘和小筒的总质量为_____g，当开关S闭合且在托盘中放入质量为100g的物体时，R0消耗的功率为_____W。
【答案】保护电路 50 0.72
【解析】
（1）串联电路，各电阻起到分压的作用，从而保护电路；
（2）根据漂浮时，浮力等于重力分析解答；
（3）托盘中放入100g的物体时，仍然处于漂浮状态，浮力仍等于重力，所以增加的浮力等于增加的重力，根据
求出增加的排开水的体积，再根据V=Sh算出增加的深度；根据“AB是一根长为20cm的均匀电阻丝，其阻值为20Ω”求出电阻的变化值，得出连入电路的电阻，根据欧姆定律求出电路的电流，最后根据
算出电阻R0消耗的功率。
（1）当滑片P在最下端时，R的连入电路中的电阻为零，若电路中没有R0，将会造成电源短路，故R0在电路中起到保护电路的作用；
（2）托盘中不放物体时，小筒浸入水中5cm，排开水的体积为：
；
小桶受到的浮力为：
；
托盘和小筒处于漂浮状态，浮力等于重力，则托盘和小筒的总重力：
；
托盘和小筒的总质量为：
；
（3）在托盘中放入质量为100g的物体时，托盘和小筒仍处于漂浮状态，浮力仍等于重力，所以浮力的增加量等于重力的增加量，即
，根据可得：
；
根据V=Sh可得，增加的浸入深度：
；
大筒中水面上升的高度：
；
因为：
，其中d为小筒向下移动的距离，所以小桶向下移动的距离：
；小桶下降0.08m，此时滑片下滑
，则变阻器连入电路的长度变为
，根据题意可知12cm的电阻丝的电阻为12Ω，即
；
因为R和R0串联，由欧姆定律可得，此时电路的电流为：
；
R0消耗的功率：
.
【题目】母亲为了给小林增加营养，买了一台全自动米糊机，如图（甲）所示。米糊机的主要结构：中间部分是一个带可动刀头的电动机，用来将原料粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，用来对液体加热。如图（乙）所示是米糊机正常工作时，做一次米糊的过程中，电热管和电动机交替工作的“P﹣t”图象。表格内是主要技术参数。
额定容积 | 1.5L | 加热功率 | 1000W |
额定电压 | 220V | 电机功率 | 130W |
额定频率 | 50Hz | 机器净重 | 1.9kg |
整机尺寸 | 232×174×298cm | ||
请问：
（1）米糊机正常工作时的电热管中的电流是多大？（计算结果保留两位小数）
（2）米糊机正常工作时做一次米糊，消耗的电能是多少？
（3）米糊机在正常工作状态下做一次米糊，若各类原料和清水总质量为1.5kg，初温为20℃，米糊沸腾时温度是100℃，电热管的加热效率是多少？（已知原料和清水的混合物的比热容及米糊的比热容均为4.0×103J/（kg℃），计算结果保留百分数整数）。
