题目内容
【题目】某兴趣小组设计了一种智能化的电热水器，如图所示，它主要由工作电路和控制电路两部分组成，工作电路可以在保温和加热两档之间切换，当磁控开关L线圈中的电流等于或大于20mA时，磁控开关L的簧片吸合（簧片与线圈电阻不计），当线圈中的电流小于20mA时簧片断开，光敏电阻R随光照强度E（表示光照射强弱的物理量，单位是坎德拉，符合cd）变化的关系如下表所示，当开关S闭合时：
光照强度E/cd | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
光敏电阻R/Ω | 18 | 9 | 6 | 4.5 | 3 |
（1）若控制电路中R0＝82Ω，U2＝2V，当光强E达到多少时，磁控开关的簧片恰好吸合？
（2）当线圈中的电流等于20mA时，工作电路处于何种档位？将质量为2kg的水由50℃加热至100℃需吸收多少热量？
（3）若工作电路在加热和保温两种状态时R1的功率之比为25：9，求R1与R2的比值。
【答案】（1）1cd（2）4.2×105J（3）3：2
【解析】
（1）由题意，根据欧姆定律求串联的电阻，再由电阻的串联求R，根据表中数据得出光强；
（2）线圈中的电流等于20mA时，磁控开关L的簧片吸合，电路中只有R1，根据
，由功率大小确定工作电路处于何种档位；已知水的初温和末温，根据
求吸收的热量；
（3）由（2）两种状态，根据，对R1而言，两种状态下的功率与电压的平方成正比，得出R1在两种不同状态下的电压之比，根据串联电路电压的规律，在保温电路中，由串联电路的分压原理求出电阻之比。
（1）因当磁控开关L线圈中的电流等于或大于20mA时，磁控开关L的簧片吸合（簧片与线圈电阻不计），根据欧姆定律
，电路的总电阻：
，
因R0＝82Ω，由电阻的串联，光敏电阻：
，由表中数据可知，此时光强E达到1cd；
（2）由题意，当线圈中的电流等于20mA时，磁控开关L的簧片吸合，因不计簧片与线圈电阻，R2短路，电路只有R1；当磁控开关L的簧片断开时，R2与R1串联，由串联的电阻规律此时电路的总电阻变大，根据，因电源电压不变，故此时工作电路的功率较大，处于加热档位；
将质量为2kg的水由50℃加热至100℃需吸收的热量：
；
（3）由（2）知，电路只有R1时为加热状态，两电阻串联时为保温状态，根据：
，对R1而言，两种状态下的功率与电压的平方成正比，即：
，
即：
，
﹣﹣﹣﹣①
在保温电路中，由串联电路电压的规律有：
﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
将②代入①有：
，
整理有：
，在保温电路中，根据分压原理：
，
即：
。
答：（1）1cd（2）4.2×105J（3）3：2。
【题目】小明在做“观察水的沸腾”实验时，用到的器材如下：铁架台、烧杯、温度计、秒表、硬纸板、石棉网等。
（1）组装器材时如何确定铁圈（石棉网）的高度？_____。
（2）实验时用温度计测出不同时刻水的温度，并记录在如表中，其中第3min时温度计的示数如图甲所示，示数为_____℃
时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
温度/℃ | 80 | 84 | 88 | 96 | 98 | 98 | 98 |
（3）某时刻观察到烧杯中出现图乙所示的现象，表明水_____沸腾。
（4）请在图丙方格纸上画出水的温度随时间变化的图象。
（___）
（5）小明回家后发现妈妈正在炖汤，汤沸腾后妈妈将火调小，汤仍在沸腾。小明又把火调得更小，这时虽还在加热，汤却不沸腾了你觉得不沸腾的原因是_____。
