题目内容
4．如图是某一台式饮水机结构剖面示意图，控水槽中浮体A与阀门C固定相连，当A恰好浸没时阀门C关闭，A未浸没时C略有下降，桶内水流入控水槽．图2是其内部电路．不计大气压强的影响、热量损失和阀门C与筒壁的摩擦，g=10N/kg，c水=4.2×103 J/（kg•℃）．
（1）若热胆中储水1.0kg，由加热管加热，经过10min将水由20℃加热到100℃，求加热管的电功率．
（2）若浮体A及阀门C的总重力为0.1N，水桶内水深40cm，阀门C横截面积1.0cm2，为使控水槽内保持一定的水位，浮体A的体积至少为多大？
（3）水沸腾前，红灯亮、绿灯灭，加热管正常工作，温控开关2闭合，温控开关1应该闭合（填“断开”或“闭合”）．水沸腾后，红灯灭、绿灯亮，加热管停止加热，温控开关2断开，温控开关1应该断开（填“断开”或“闭合”）．
（4）当红、绿指示灯中某灯两端电压与电源电压很接近时，该指示灯才会发光，则红、绿指示灯电阻R红、R绿应满足的条件是红灯电阻远小于绿灯电阻．
分析 （1）根据公式Q=cm△t可求水应吸收的热量；热量全部由电能提供，再利用公式P=$\frac{W}{t}$求出电热管的电功率；
（2）根据公式p=ρgh可求桶口处水的压强；再利用公式F=PS可求C受到的水的压力；再利用浮力公式求出浮体A的体积；
（3）（4）水沸腾前，需要加热，加热管需要工作，闭合开关1，绿灯被短路，不能发光，闭合开关2，加热管和红灯并联同时工作；沸腾后，加热管停止工作，两开关同时断开，红灯和绿灯串联，要想绿灯亮，红灯灭，红灯的电阻必须远远小于绿灯的电阻．
解答 解：（1）水应吸收的热量：
Q=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100-20）℃=3.36×105J；
因热量全部由电能提供，即W=Q=Pt；
所以电热管的电功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{3.36×1{0}^{5}J}{600s}$=560W；
（2）浮体A具有最小体积的条件是：浮体A刚好浸没在水中时受到向上的浮力跟阀门C受到水向下的压力相等，桶口处的水压：
p=ρgh=103kg/m3×10N/kg×0.4m=4×103Pa；
C受到的水的压力：F=pS+G=4×103Pa×10-4m2+0.1N=0.5N；
由F浮=F=ρgV排可得，浮体A的最小体积：
V=V排=$\frac{F}{ρg}$=$\frac{0.5N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=5×10-5m3；
（3）当温控开关1、2都闭合时，加热管正常工作，红灯亮，绿灯因被短路不亮；
当水沸腾后，温控开关1、2都断开，加热管不工作，这时红灯与绿灯串联，且红灯灭绿灯亮，
（4）根据串联电路的电压特点可知：红灯不亮，则电功率太小，即分压太小，而绿灯能达到发光状态，则功率大，分压很大；这应是在绿灯电阻远大于红灯电阻的条件下．
答：（1）加热管的电功率为560W；
（2）浮体A的体积至少为5×10-5m3；
（3）闭合；断开；
（4）红灯电阻远小于绿灯电阻．
点评 本题考查体积、电功率的计算以及对电路的分析，主要是公式及其变形的灵活运用，难点是对电路的分析，知道开关断开与闭合时，电路的连接情况，尤其是两灯串联时一个不发光的情况．
天天向上一本好卷系列答案
小学生10分钟应用题系列答案
（1）除了待测灯泡外，选用了电流表、电压表、滑动变阻器、开关和导线若干，要完成该实验还必须有电源．
（2）在连接电路时连接时，开关处于断开状态，滑动变阻器在电路中的作用有：保护电路和改变灯泡两端电压．
（3）已知小灯泡的额定电压是2.5V，闭合电键后，小灯泡两端电压为2V，若要测其额定功率，则调节滑动变阻器时，应注意观察电压表直到示数为2.5V为止．
（4）实验中，同学们记录了多组小灯泡两端的电压及对应通过小灯泡的电流值，但表格中仍有不当之处，它是，忽略不当之处，请将表格中所缺内容填写完整．（小灯泡正常发光时电流表的示数如图2）
| 电压U/V | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 |
| 电流I/A | 0.2 | 0.22 | 0.28 | |
| 实际功率P/W | 0.3 | 0.44 | 0.84 | |
| 灯泡发光情况 | 很暗 | 暗 | 正常发光 | 很亮 |
| 灯泡功率的平均值/W | ||||
（6）在实验过程中，某同学发现，电压表示数减小，灯泡变亮；电压表示数增大，灯泡变暗，产生上述现象的原因是灯泡与滑动变阻器串联，电压表并联在滑动变阻器两端．
（7）此实验还可用于，由表中数据，还可得出的规律是灯泡灯丝的电阻随电流的增大变大．
| A． | 对同种物质，密度和质量成正比 | |
| B． | 对同种物质，密度和体积成反比 | |
| C． | ρ=$\frac{m}{V}$是密度的定义式，实质上密度与物体的质量、体积无关 | |
| D． | 不同种类物质，质量和体积的比值一定不同 |
图给出了几种元件，请在图上用笔画线代替导线把电路元件连接起来，要求L1与L2并联，用滑动变阻器控制灯泡L2的亮度，且滑动变阻器滑片位于最左端时灯泡L2最暗．| 防触电保护类别 | 额定洗涤容量5kg |
| 额定电压220V | 电源频率50Hz |
| 洗涤功率400W | 甩干功率500W |
| 水加热功率2000W | 最大工作电流12A |
（2）该洗衣机的加热器正常工作时的电阻为多少？
（3）洗衣机的洗涤功能和加热功能是同时工作并同时停止的，若连续洗涤用时40min，洗衣机消耗的电能为多少？
| A． | 竖直向上抛出的排球，在空中向上运动的过程中受到的合力方向是向上的 | |
| B． | 踢出去的足球还能在水平地面上继续运动，是因为足球具有惯性 | |
| C． | 物体的运动状态发生改变，该物体一定受到力的作用 | |
| D． | 将铁锤在石墩上撞击几下，松动的锤头就紧套在锤柄上，这是利用了锤柄的惯性 |