题目内容
2．如图甲所示，是某种电热饮水机的简化电路示意图．图乙是它的有关参数．它有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S自动控制），试问：（1）饮水机处于保温状态时温控开关S应处于断开状态
（2）R1和R2的电阻值各是多大？
（3）在用电高峰期，该饮水机的实际工作电压只有200V，加热效率为80%，若将装满水箱的水从20℃加热至100℃，需要多长时间？（c水=4.2×103J/（kg℃），p水=1.0×103kg/m3，忽略温度对电阻的影响）
分析 （1）分析开关闭合（只有R1）和断开时（两电阻串联）的电路组成及电阻关系，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析哪种情况电功率大，电功率大的为加热状态，电功率小的为保温状态；
（2）当开关处于闭合状态时，饮水机处于加热状态，当开关处于断开状态时，饮水机处于保温状态，由电功率公式的变形公式R=$\frac{{U}^{2}}{P}$求出电阻阻值．
（3）由电功率公式求出热水器的实际功率，由热量公式求出水所吸收的热量，根据加热效率求出需要消耗的电能，最后由功率公式的变形公式求出加热时间．
解答 解：（1）由电路图可知，开关S0断开时两电阻串联，电路电阻较大，开关S0闭合时，只有电阻R1接入电路，电阻R2被短路，此时电路电阻较小，电源电压U一定，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，电阻越大，电路功率越小，电阻越小，饮水机功率越大，因此当开关S0断开时，电路阻值较大，电功率较小，饮水机处于保温状态．
（2）当开关处于闭合状态时，饮水机处于加热状态，只有电阻R1接入电路，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，电阻阻值：
R1=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加热}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{1210W}$=40Ω；
R2=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{保温}}$-R1=$\frac{{（220V）}^{2}}{40W}$-40Ω=1170Ω；
（3）饮水机加热状态的实际功率：
P实=$\frac{{U}_{实际}^{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{{（200V）}^{2}}{40Ω}$=1000W，
由ρ=$\frac{m}{V}$可知，水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.5kg，
水吸收的热量Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃-20℃）=5.04×105J
由公式$\frac{{Q}_{吸}}{η}$η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$可得，
W=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{5.04×1{0}^{5}J}{80%}$=6.3×105J
由P=$\frac{W}{t}$可得，加热时间：
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{6.3×1{0}^{5}J}{1000W}$=630s．
答：（1）断开；
（2）R1的电阻值是40Ω，R1的电阻值是1170Ω．
（3）装满水箱的水从20℃加热至100℃，需要630s．
点评 本题考查了电功率公式、密度公式、吸热公式、效率公式、电功公式的综合应用，从题干中获取有用的信息是解题的关键，对学生来说有一定拔高难度．
如图所示，弹簧测力计下悬挂一重物，将重物浸入硫酸铜溶液中，已知重物不与溶液反应．请在图中画出重物的受力示意图．若向硫酸铜溶液中逐渐滴加氢氧化钡溶液至恰好完全反应后，弹簧测力计的示数将变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
李硕同学用6N的力握住重为2N的水杯静止不动，此时水杯所受的摩擦力为2 N；若他将手的握力增大到8N，手与水杯之间的摩擦力的大小将不变（选填“变大”、“变小”或“不变”）| A． | 人体安全的电压为220V | |
| B． | 为避免摩擦起电，人们应采用绝缘的塑料桶到加油站加油 | |
| C． | 欧姆经过很多次实验得出电流与电压、电阻之间的数量关系 | |
| D． | 1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的热效应 |
如图所示电路中，电源两端电压保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合开关S后，滑动变阻器滑片P自b向a移动的过程（ ）| A． | 电压表V1的示数变大，电路消耗的总功率变小 | |
| B． | 电压表V2的示数变小，电路消耗的总功率变大 | |
| C． | 电压表V1的示数与电流表A的示数之比变大 | |
| D． | 电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小 |
| A． |  小孔成像 | B． |  水中倒影 | ||
| C． |  手影游戏 | D． |  树下阴影 |
| A． | 流线型汽车速度越快，汽车与地面间的摩擦力越小 | |
| B． | 小明以相同姿势顺着绳和杆匀速向上爬，因绳子较粗糙，爬绳时受到的摩擦力较大 | |
| C． | 用灼烧的方法区分天然纤维和合成纤维 | |
| D． | 化肥能促进植物生长，但过多施用损害植物也污染土壤和水源 |
