题目内容
6．如图是某饮水器的原理图．饮水器的容器内有密封绝缘的电阻丝R1和热敏电阻R2，只要水平到过如图所示的位置，接触开关S1就会导通．继电器开关S2的作用是当饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路．
（1）已知电热丝R1的阻值为24.2Ω，求饮水器的正常加热功率．
（2）当热水在加热的过程中，继电器开关中电磁铁的右端为N极，为了使继电器开关S2在饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路，Rx必须选用阻值随温度升高而增大的热敏电阻．若想降低饮水器加热的最高温度，可将滑动变阻器R2的滑片向右调节．
（3）已知该饮水器容积为l0L，当只有饮水器接入电路中时，它将水从20℃加热到l00℃用时16min，同时通过电能表观察到饮水器消耗了1kW•h的电能．试求该饮水器加热过程中的热效率．（水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃）；水的密度ρ=1.0×103kg/m3）
分析 （1）知道饮水器正常加热时的电压和电阻，根据P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出其功率；
（2）①电磁铁的磁极可以用安培定则判断，右手握住螺线管，四指弯向线圈中电流的方向，则大拇指所指的就是电磁铁的N极；
②如果希望水温水加热至沸腾后能自动切断加热电路时，根据电路的连接可知应使继电器开关S2断开，即电磁铁的磁性应减弱，根据影响电磁铁的磁性的因素可知控制电路中电流的变化，根据欧姆定律判断出此时热敏电阻阻值变大，由此可判断热敏电阻Rx阻值与温度的变化情况；
③若想降低饮水器加热的最高温度，根据控制电路中电流的变化即可判断滑动变阻器R2的阻值的变化；
（3）根据m=ρV求出水的质量，又知道水的初温和末温、水的比热容，利用Q吸=cm（t-t0）求出水吸收的热量，利用η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出该饮水器加热过程中的热效率．
解答 解：（1）饮水器的正常加热功率：
P=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{（220V）^{2}}{24.2Ω}$=2000W；
（2）①根据安培定则，用右手握住螺线管，使四指指向线圈中电流的方向，则大拇指所指的右端为电磁铁的N极；
②为了使继电器开关S2在饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路，停止加热，应减弱电磁铁的磁性，根据影响电磁铁的磁性的因素可知应减小控制电路中电流，此时热敏电阻阻值变大，所以热敏电阻Rx阻值应随温度升高而增大；
③若想降低饮水器加热的最高温度，即控制电路中在饮水器里水的温度较低时，就达到使继电器开关S2断开，停止加热的目的；由于使继电器开关S2断开的最小电流是一定的，则为了使控制电路中的总阻值提前达到S2断开的最小电流热应增大滑动变阻器R2的阻值，即的滑片向右调节．
（3）水的体积：
V=10L=10dm3=0.01m3，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/×0.01m3=10kg，
水吸收的热量：
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（100℃-20℃）=3.36×106J，
该饮水器加热过程中的热效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{3.36×1{0}^{6}J}{1×3.6×1{0}^{6}J}$×100%≈93.3%．
答：（1）饮水器的正常加热功率2000W．
（2）N；增大；右．
（3）该饮水器加热过程中的热效率93.3%．
点评 本题为电学和热学、磁学的综合题，涉及到电功率公式、安培定则、电磁继电器的工作特点、密度公式、吸热公式、效率公式的综合应用等，有一定的难度．
在探究滑动摩擦力的实验时，如图，利用弹簧测力计拉物体在水平地面上匀速向右运动，此时，木块所受的摩擦力与拉力是一对平衡力，则该物体受到的摩擦力大小为3.6 N．| A． | 化石能源是不可再生能源，而核能、风能、水能、太阳能是可再生能源 | |
| B． | 与煤炭、石油、天然气等能源相比，风能、水能、太阳能具有淸洁环保的优点 | |
| C． | 随着科学技术的快速发展，我国已建成了利用核聚变能量发电的核电站 | |
| D． | 我国煤和石油的储量十分丰富，所以太阳能和核能的开发在我国并不十分重要 |
在“探究摩擦力的影响因素”实验中：
如图所示的U-I图象，将a、b串联接在电压为3V的电源上，此时a导体消耗的功率为0.4W；若它们并联在2V的电源上，电路消耗的总功率为1.2W．
如图所示，电源电压不变，R1、R2、R3为定值电阻，开关S闭合时，电流表A1、A2与电压表V1、V2均有示数．再闭合S1、S2，则（ ）| A． | A1表示数变小，A2表示数变大，V1表示数变大，V2表示数变小 | |
| B． | A1表示数不变，A2表示数变大，V1表示数不变，V2表示数变大 | |
| C． | A1表示数不变，A2表示数变大，V1表示数变小，V2表示数不变 | |
| D． | A1表示数变大，A2表示数变大，V1表示数变大，V2表示数不变 |
家用电冰箱的压缩机（
）由一个温控开关自动控制，冷藏室中的照明灯由电冰箱门控制．请在虚线框内画出家用电冰箱的电路简图．